背景: 探索任一反应的势能面需要反应过程中每一步的结构和能量（或动力学和热力学）的快照尤其重要的是决定反应速度的步骤，它常常涉及到决定着令人难以捉摸的过度态结构有许多技术被用来寻找过度态结构，其中非常出名和有效的是（Linear Synchronous Transit ）LST 和（Quadratic Synchronous Transit）QST方法本指含盖内容如下：1. 设置计算的结构 2. 优化几何结构3. 定义原子配对4. 使用LST/QST/CG方法计算过度态,使用CASTAP LST/QST工具进行过度态搜索,,反应物,反应的第一过度态,反应的第二过度态,反应活性中间体,反应产物,Br2和丙烯加成反应的反应能量进程图反应物 过度态? 产物,1. 设置计算的结构新建QST文件夹,构建Pd (1 1 1)表面，先导入Pd晶体结构 从菜单栏中选择File | Import在structures/metals/pure-metals中选择Pd.msi，按Import。
现在更改此结构的显示方式在Pd.xsd中单击右键，选中Display Style从Atom标签的显示方式列表中选择Ball and Stick关闭对话框Materials Visualizer中的Cleave Surface工具允许我们劈开任一个大块晶体的表面 从菜单栏中选择Build | Surfaces | Cleave Surface Cleave Surface的对话框如下 把Cleave plane中的米勒指数从（-1 0 0）改为（1 1 1）把Fractional Depth设置为2.0按下Cleave按钮选择Surface Mesh标签，设置表面向量U为0.5 -1 0.5，然后按下TAB键再设置表面向量V 为0.5 0.5 -1，然后按下TAB键关闭对话框于是打开了一个包含2D周期性表面的新的3D模型文档尽管如此，CASTEP需要一个作为输入的3D周期性体系我们可以使用Vacuum Slab工具获得它 从菜单栏中选择Build | Crystals | Build Vacuum Slab，把Vacuum thickness从10.00改为7.00。
按下Build按钮此结构从二唯周期性变成三唯周期性结构，在原子上添加了一层真空我们可以移去单胞底部的对称性图形 ，对称性图形同时也出现在晶胞的上部从菜单栏中选择Build | Bonds，在Bonding Scheme标签中勾选上Monitor bonding关闭对话框在Pd (1 1 1).xsd中右键单击，选中Display Style，选择Lattice标签，把Style 设置为In Cell最后，再把Style 设置为Default关闭对话框In Cell,,现在我们可以使用已经建造好的Pd (1 1 1)面去构造与反应物所对应的结构Pd (1 1 1)面如右图所示：,从菜单栏中选中File | New，选择3D Atomistic Document当出现提示时，保存对Pd (1 1 1).xsd所坐的修改按“确定”，一个新的空文档出现选中Pd (1 1 1).xsd把它激活从菜单栏中选择Edit | Select All，接着再选择Edit | Copy在Project Explorer中选择3D Atomistic Document.xsd把它激活从菜单栏中选择Edit | Paste。
Pd (1 1 1)晶体结构出现在新文档中在文档中某处单击一下取消所选中的图形在Project Explorer的3D Atomistic Document.xsd上右键单击，选择Rename，键入reactants添加氢原子，构造反应物： 从菜单栏中选择Build | Add Atoms 使用Add Atoms工具可以把原子添加在晶胞指定的位置Add Atoms对话框如下： 选择Options标签，把Coordinate System设置为Fractional返回到Atoms标签，在Element文本框中，键入H设置a 为0.56, b 为0.47 和c 为0.70按下Add按钮一个氢原子出现在晶胞中 使用相同的步骤，把第二个氢原子添加到a = 0.47, b = 0.56和c = 0.70位置关闭对话框 提示：当我们添加第二个氢原子时，Materials Studio会产生一个警告信息这个警告信息之所以会出现是因为我们所添加的第二个氢原子在第一个氢原子所定义的公差范围内在这种情况下，我们建造一个H-H键长小于1.0Å的氢分子既可选择Yes继续添加氢原子 。
反应物结构,,,,,,,一个H2分子是由键长为0.743Å的H-H键所形成的氢分子位于和Pd-Pd键平行的晶胞中心，距离表面大约4.00Å 为了简单起见，我们假设在反应期间表面是固定的为了做到这一点，我们必须约束表面原子保留在当前位置 选择reactants.xsd中的一个Pd原子，然后按下ALT键，再双击选中所有的Pd原子从菜单栏中选择Modify | Constraints，确定Pd原子的坐标系为分数坐标或笛卡儿坐标 ，关闭对话框Pd原子间的相对位置被固定住 刚才所选中的Pd原子已经被束缚，我们可以通过改变显示的颜色来看到它们 在3D模型文档中单击以取消所选中的原子右键单击选择Display Style，在Atoms标签的Coloring部分，把Color by选项改为Constraint3D模型文档显示如下：,可见所有的Pd被束缚住把Color by选项再改为Element，关闭对话框现在我们来建造产物的结构这次，我们要以reactants.xsd的结构为起点从菜单栏中选择File | New，再选中3D Atomistic Document。
按“确定”，一个新的空文档出现选择reactants.xsd将其激活从菜单栏中选择Edit | Select All，随后再选择Edit | Copy在Project Explorer中选择3D Atomistic Document.xsd将激活从菜单栏中选择Edit | Paste反应物结构出现在文档中在文档中某处单击以取消所选中的图形在Project Explorer的3D Atomistic Document.xsd上右键单击，选择Rename，键入products 建造产物 ： 在这一部分我们要使用Properties Explorer来改变结构中氢原子的位置 在products.xsd中的一个氢原子上单击在Properties Explorer中，显示处FractionalXYZ坐标 查找位于0.47 0.56 0.70的氢原子在FractionalXYZ的文本框中双击，把分数坐标值改为0.33333, 0.66667, 0.414103，按“OK”键通过相同的步骤把位于0.56 , 0.47, 0.70的氢原子移动到0.666667, 0.333333, 0.414103 ，按“OK”键。
H2的位置改变如下，,从菜单栏中选中Build | Bonds，勾选上Bonding Scheme标签中的Monitor bonding关闭对话框在此新结构中，晶胞中心的两个Pd原子每一个都有一个氢原子与其连接，距离大约为1.583Å其图形如上Pd－H的距离用 测量注意：反应物和产物具有相同的晶格参数这是必须的，因为在CASTEP中应用的LST/QST版本不考虑晶格参数的改变尽管如此，只要你感兴趣的是那些晶胞改变并不重要的过程，例如在表面的反应、原子的扩散、体材料中的空缺等情况，那么它的局限性就不是很明显2. 优化几何结构,正如我们已经讨论的那样，反应物和产物的cell parameters必须相同基于此种原因，任何优化仅涉及晶胞中原子的位置而且我们可以认为反应物的结构和原先一样，所以我们不需要优化它们的结构 确定products.xsd文档处于激活状态从工具栏中选择CASTEP 工具 ，然后选择Calculation或者从菜单栏中选择Modules | CASTEP | CalculationCASTEP Calculation对话框如下所示：下面我们开始优化它的几何结构。
把Task 改为Geometry Optimization把Quality改为Medium选择Electronic标签，把k-point set设置为Gamma按下More...按钮，然后选择SCF标签把Charge设置为0.4按下和此选项先相关的More...按钮，把DIIS history list 改为5返回SCF标签，确定没有选上Fix occupancy选项关闭对话框我们也可以指定工作控制选项，例如实时更新选择Job Control标签按下More...按钮，在CASTEP Job Control Options对话框中，把Update interval 改为30.0秒关闭对话框 如果你在另外的计算机上运行工作，你同样可以在Job Control标签中如此选择按下Run按钮关闭CASTEP Calculation对话框 很快，在Project Explorer中出现了一个新文档它包括计算的Status一个Job Log窗口显示出来，它包括工作的状态你也可以从Job Explorer中获得此信息 Job Explorer显示的和当前项目相关的任何激活的工作的状态。
它所显示的有用信息包括服务器和工作识别数字我们也可以使用Job Explorer来停止工作当工作进行时，打开了四个关于工作状态的文档，它们分程传递信息这些文档包括显示在优化过程中模型更新时的晶体结构，传递工作设置参数信息和运行信息的状态文档，总体能量图和能量，Forces, Stress 的收敛以及起重复数作用的位移Job Log窗口,,,,优化后,优化前,,,,,,同样，激活reactants.xsd文档，优化其结构，结果如下优化后,优化前,,,,,,3 定义原子配对,从菜单栏中选择File | Save Project，然后在选中Window | Close All我们可以进行下一步操作 对CASTEP来说，为了完成过度态搜索，反应物文档和产物文档中的所有原子都需要配对此任务可以使用Reaction Preview工具来完成，此工具可从工具栏中得到 第一步，我们应并排显示结构优化过的反应物和产物分别激活products CASTEP GeomOpt \ products.xsd和 reactants CASTEP GeomOpt \ reactants.xsd。
从菜单栏中选择Window | Tile Vertically现在，我们开始使反应物和产物中的原子配对从菜单栏中选择Tools | Reaction Preview其对话框如右：,,,分别选择reactants.xsd和products.xsd为反应物和产物单击Match...按钮出现的对话框显示没有原子匹配和8个原子不匹配。