如何产生各种冰晶结构

在前面的推文中，我们介绍了冰晶各种结构简介。这个推文里面我们重点介绍如何产生各种冰晶的结构文件。主要依托于Genice2程序。

1、安装        

使用下面命令可直接一步安装：

sudo pip3 install genice2

该程序依赖于下面这些库：

networkx>=2.0.dev20160901144005python^3.9numpy>=1.26.2pairlist>=0.5.1.2cycless>=0.4.2graphstat>=0.2.1yaplotlib>=0.1.2openpyscad>=0.5.0genice-core>=1.0

如果在运行或者安装过程中提示ModuleNotFoundError: No module named ‘models’这样的错误，那么说明该库文件没有安装好，可直接使用下面命令指定缺失的模块名称即可：      

sudo pip3 install model_name

2、使用方式        

生成3x3x3单位的TIP4P水的氢无序冰IV (4)，生成gro文件：

genice2 --water tip4p --rep 3 3 34 > ice4.gro

--water tip4p 代表生成tip4p的水，顾名思义，可以把tip4p改为：spce、tip3p、tip5p等。

--resp 后面的3 3 3 代表晶胞重复单元。最后一个4代表生成冰IV (4)结构。可以修改为：1c 即Ic型的立方型冰，1h 即：Ih型的六方型冰，这个也是大自然最常见的冰结构。另外，还可以生成诸多其他类型的冰结构，详细信息输入：genice2 -h 回车后，在屏幕会输出各种冰结构的关键字，如下图所示：

同样，可以指定输出其他格式的，比如xyz，如下案例：

genice2 --rep 8 8 8 1h --format xyz > 1hx888.xyz

获得不同氢顺序的冰V晶格，请使用-s选项指定随机种子，每次修改-s后面的数字（随意指定为整数即可）可更改H原子的位置，下面是输出cif格式的案例：

genice2 5 -s 1024 --format cif > 5-1024.cif

上面的5表示输出的是冰V结构。

使用-dens x选项可以指定生成结构的密度（g/cm³）：      

genice2 6 --dens 1.10 --format g --water tip4p > 6d1.10.gro

上述命令代表，生成gro格式的tip4p类型的冰VI，其密度设置为1.1 g/cm³. 同样的这些命令都可以加上--rep 指定冰晶胞的大小。

同样，可以生成有机物水合物的笼形结构、以及各种插件，如计算RDF、生成png图片等。

细请见其官网链接：https://pypi.org/project/genice2/