chapter2-gaussian
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Route Section
Route Section以# 开始，# 控制作业的输出 #N 正常输出；默认 (没有计算时间的信息) #P 输出更多信息。包括每一执行模块在开始和结束时与计算机系统有关的各种 信息 (包括执行时间数据，以及SCF计算的收敛信息) #T 精简输出：只打印重要的信息和结果。 Route Section主要由方法，基组，任务类型三部分组成 Gaussian程序能完成的任务类型：
不同作业使用内存的估算方法
M + 2NB2 M：不同类型作业需要的最小内存， NB ：计算所使用基函数的数目
作业类型 f g h i j SCF能量 4 MW 4 MW 9 MW 23 MW ≈60 MW SCF梯度 4 MW 5 MW 16 MW 38 MW SCF振动分析 4 MW 9 MW 27 MW MP2能量 4 MW 5 MW 10 MW 28 MW ≈70 MW MP2梯度 4 MW 6 MW 16 MW 38 MW MP2振动分析 6 MW 10 MW 28 MW
Gaussian作业的格式
% Section 设定作业运行的环境变量 Route Section 设定作业的控制项 Title 作业题目 电荷与自旋多重度 Molecule Specification 分子说明
% Section(link 0)
定义计算过程中的临时文件 %chk=name.chk .chk文件在计算中记录分子几何构型，分子轨道，力常数矩阵等信息 %rwf=name.rwf .rwf文件主要在作业重起时使用，当计算量比较大时，.rwf文件通常会非常大，此时需要将 之分割保存 %int=name.int, %d2e=name.d2e .int文件在计算过程中存储双电子积分, .d2e文件在计算过程中存储双电子积分的二阶导数 内存使用控制 %mem=n 控制运行过程中使用内存的大小,可以以W或者MB，GB为单位 default：6000000W＝48MB 综合考虑到计算的需要和硬件水平，内存并非给得越多越好，最有效率的方法是 根据作业类型估算所需要内存的大小
Molecular Specification
分子说明部分主要用来定义分子核相对位置 分子核相对位置可以用笛卡尔坐标，内坐标(Z-matrix)，或者是二者混合 表示 笛卡尔坐标是内坐标的一种特殊形式 分子坐标的格式为: 元素符号, x, y, z 元素符号 (n) 原子1 键长 原子2 键角 原子3 二面角 [格式代码] (0,180) 以原子在分子中的序数表示 通过右手规则确定
Gaussian03 程序工具
编辑批处理作业文件 转换不同格式的分子结构文件 读取.fch文件中的数据并生成 三维空间网格图 利用.chk文件中的分子轨道， 生成电子密度和静电势的空间 分布网格图 从.chk文件中打印出频率 和热化学数据
批处理专用
打开外部编辑器 编辑输出文件
将.chk文件转换为.fch文件，这种 文件可以使用图形软件打开 将.fch文件还原为.chk文件 从指定.chk文件中显示作业的 route section和title 将.chk文件转换成文本格式 将以前版本的Gaussian产生的 .chk文件转换为G03的.chk文件
Exploring Chemistry with Electronic structure methods
Gaussian
Overlay1
Overlay9,10,11,99
L101
L102
L122
Overlay0
L0
L001
Gaussian 程序的结构 link0: 初始化程序，控制overlay link1: 读入并处理Route Section，建立要执行的link列表 link9999: 终止计算
Title部分必须输入，但是程序并不执行，起标识和说明作用
Title Section
Charge & Multipl.
输入分子的电荷和自旋多重度 例： 电荷 多重度2s+1 H2O 0 1 H3O+ 1 1 ·NO 0 2 O2 0 2 电荷多重度部分通常也算作分子说明
Overlay99
L9999
定制内存和硬盘
-M- 2MW -#- MaxDisk=400MB Gaussian程序使用的内存单位W 是双精度字，相当于8字节 2MW=16MB 设置方法： 将Default.r1文件改成default.rou
Gaussian程序界面和输入文件的构造
freqmem natoms nbasis r|u c|d functions 估算出计算任务所需的 mem值
Gaussian 程序的输入文件
%chk=water.chk % Section： 行首以%开始，段后无空行 %rwf=water.rwf #p hf/6-31g scfcyc=250 scfcon=8 Route Section：行首以#开始，段后加空行 Water title：作业的简要描述，段后加空行 0 1 Molecular Specification： O 分子说明部分，段后通常加空行 H 1 R1 H 1 R1 2 a1 R1=1.04 a1=104.0
Gaussian03 程序界面
Preferences: 对Gaussian程序进行初始化设置
自定义外部文字编辑器，用来打开.out文件 link.exe所在的文件夹 临时文件存放文件夹
Gaussian03 图形工具栏
开始作业 暂停当前作业 当前link后暂停 终止当前作业和批处理 恢复当前作业 在当前作业完成后终止批处理 终止当前作业 编辑或建立批处理
例1：使用HF方法，优化 H2O2分子
%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt H2O2 energy calculation 0 1 H O 1 0.9 O 2 1.4 1 105.0 H 3 0.9 2 105.0 1 120.0
%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt H2O2 energy calculation 0 1 H 0.000 0.000 0.000 O 0.000 0.900 0.000 O 1.350 1.262 0.000 H 1.464 1.742 -0.752
Sp
单点能量计算（默认任务类型）
ADMP&BOMP
动力学计算
Opt
分子几何结构优化
Force
计算核的受力
Freq
振动分析
Stable
波函数稳定性测试
Irc
反应途径计算
Volume
计算分子体积
IrcMax
在指定反应途径上找能量最大值
仅计算布居分析
Scan
势能面扫描
Guess=Only
仅作分子轨道初猜
Polar
opt
优化平衡态 opt=z-matrix 优化过渡态 opt=(ts,z-matrix,noeigentest) optcyc=n Iop(1/8=6)
freq
Freq=noraman Freq=ReadIsotopes
Route Section采用自由格式，大小写不敏感 同一行不同项之间可以使用空格，tab，逗号和“/”连接； 例：#p hf/6-31g scfcyc=230 scfcon=8 #p,hf/6-31g,scfcyc=230,scfcon=8 关键词可以通过 keyword =option ,keyword(option), keyword=(option1, option2, ...)，keyword( option1, option2, ...)指定 例：#p HF/STO-3G opt #p HF/STO-3G opt=(TS,readfc)
For example, on a 32-bit system, a 300 basis function HF geometry optimization using g functions would require about 5.2 MW (~42 MB) of memory.
multiple processors with shared memory, a good estimate of the memory required is the amount of memory from the preceding table for each processor
极化率和超极化率计算
ReArchive
从.chk文件中提取存档
Gas Guess=read Guess=mix Guess=alter
SCF
SCFCYC=n default=64 SCFCON=n SCFDM SCF=DM SCFQC SCF=QC direct (default)
Route Section以# 开始，# 控制作业的输出 #N 正常输出；默认 (没有计算时间的信息) #P 输出更多信息。包括每一执行模块在开始和结束时与计算机系统有关的各种 信息 (包括执行时间数据，以及SCF计算的收敛信息) #T 精简输出：只打印重要的信息和结果。 Route Section主要由方法，基组，任务类型三部分组成 Gaussian程序能完成的任务类型：
不同作业使用内存的估算方法
M + 2NB2 M：不同类型作业需要的最小内存， NB ：计算所使用基函数的数目
作业类型 f g h i j SCF能量 4 MW 4 MW 9 MW 23 MW ≈60 MW SCF梯度 4 MW 5 MW 16 MW 38 MW SCF振动分析 4 MW 9 MW 27 MW MP2能量 4 MW 5 MW 10 MW 28 MW ≈70 MW MP2梯度 4 MW 6 MW 16 MW 38 MW MP2振动分析 6 MW 10 MW 28 MW
Gaussian作业的格式
% Section 设定作业运行的环境变量 Route Section 设定作业的控制项 Title 作业题目 电荷与自旋多重度 Molecule Specification 分子说明
% Section(link 0)
定义计算过程中的临时文件 %chk=name.chk .chk文件在计算中记录分子几何构型，分子轨道，力常数矩阵等信息 %rwf=name.rwf .rwf文件主要在作业重起时使用，当计算量比较大时，.rwf文件通常会非常大，此时需要将 之分割保存 %int=name.int, %d2e=name.d2e .int文件在计算过程中存储双电子积分, .d2e文件在计算过程中存储双电子积分的二阶导数 内存使用控制 %mem=n 控制运行过程中使用内存的大小,可以以W或者MB，GB为单位 default：6000000W＝48MB 综合考虑到计算的需要和硬件水平，内存并非给得越多越好，最有效率的方法是 根据作业类型估算所需要内存的大小
Molecular Specification
分子说明部分主要用来定义分子核相对位置 分子核相对位置可以用笛卡尔坐标，内坐标(Z-matrix)，或者是二者混合 表示 笛卡尔坐标是内坐标的一种特殊形式 分子坐标的格式为: 元素符号, x, y, z 元素符号 (n) 原子1 键长 原子2 键角 原子3 二面角 [格式代码] (0,180) 以原子在分子中的序数表示 通过右手规则确定
Gaussian03 程序工具
编辑批处理作业文件 转换不同格式的分子结构文件 读取.fch文件中的数据并生成 三维空间网格图 利用.chk文件中的分子轨道， 生成电子密度和静电势的空间 分布网格图 从.chk文件中打印出频率 和热化学数据
批处理专用
打开外部编辑器 编辑输出文件
将.chk文件转换为.fch文件，这种 文件可以使用图形软件打开 将.fch文件还原为.chk文件 从指定.chk文件中显示作业的 route section和title 将.chk文件转换成文本格式 将以前版本的Gaussian产生的 .chk文件转换为G03的.chk文件
Exploring Chemistry with Electronic structure methods
Gaussian
Overlay1
Overlay9,10,11,99
L101
L102
L122
Overlay0
L0
L001
Gaussian 程序的结构 link0: 初始化程序，控制overlay link1: 读入并处理Route Section，建立要执行的link列表 link9999: 终止计算
Title部分必须输入，但是程序并不执行，起标识和说明作用
Title Section
Charge & Multipl.
输入分子的电荷和自旋多重度 例： 电荷 多重度2s+1 H2O 0 1 H3O+ 1 1 ·NO 0 2 O2 0 2 电荷多重度部分通常也算作分子说明
Overlay99
L9999
定制内存和硬盘
-M- 2MW -#- MaxDisk=400MB Gaussian程序使用的内存单位W 是双精度字，相当于8字节 2MW=16MB 设置方法： 将Default.r1文件改成default.rou
Gaussian程序界面和输入文件的构造
freqmem natoms nbasis r|u c|d functions 估算出计算任务所需的 mem值
Gaussian 程序的输入文件
%chk=water.chk % Section： 行首以%开始，段后无空行 %rwf=water.rwf #p hf/6-31g scfcyc=250 scfcon=8 Route Section：行首以#开始，段后加空行 Water title：作业的简要描述，段后加空行 0 1 Molecular Specification： O 分子说明部分，段后通常加空行 H 1 R1 H 1 R1 2 a1 R1=1.04 a1=104.0
Gaussian03 程序界面
Preferences: 对Gaussian程序进行初始化设置
自定义外部文字编辑器，用来打开.out文件 link.exe所在的文件夹 临时文件存放文件夹
Gaussian03 图形工具栏
开始作业 暂停当前作业 当前link后暂停 终止当前作业和批处理 恢复当前作业 在当前作业完成后终止批处理 终止当前作业 编辑或建立批处理
例1：使用HF方法，优化 H2O2分子
%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt H2O2 energy calculation 0 1 H O 1 0.9 O 2 1.4 1 105.0 H 3 0.9 2 105.0 1 120.0
%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt H2O2 energy calculation 0 1 H 0.000 0.000 0.000 O 0.000 0.900 0.000 O 1.350 1.262 0.000 H 1.464 1.742 -0.752
Sp
单点能量计算（默认任务类型）
ADMP&BOMP
动力学计算
Opt
分子几何结构优化
Force
计算核的受力
Freq
振动分析
Stable
波函数稳定性测试
Irc
反应途径计算
Volume
计算分子体积
IrcMax
在指定反应途径上找能量最大值
仅计算布居分析
Scan
势能面扫描
Guess=Only
仅作分子轨道初猜
Polar
opt
优化平衡态 opt=z-matrix 优化过渡态 opt=(ts,z-matrix,noeigentest) optcyc=n Iop(1/8=6)
freq
Freq=noraman Freq=ReadIsotopes
Route Section采用自由格式，大小写不敏感 同一行不同项之间可以使用空格，tab，逗号和“/”连接； 例：#p hf/6-31g scfcyc=230 scfcon=8 #p,hf/6-31g,scfcyc=230,scfcon=8 关键词可以通过 keyword =option ,keyword(option), keyword=(option1, option2, ...)，keyword( option1, option2, ...)指定 例：#p HF/STO-3G opt #p HF/STO-3G opt=(TS,readfc)
For example, on a 32-bit system, a 300 basis function HF geometry optimization using g functions would require about 5.2 MW (~42 MB) of memory.
multiple processors with shared memory, a good estimate of the memory required is the amount of memory from the preceding table for each processor
极化率和超极化率计算
ReArchive
从.chk文件中提取存档
Gas Guess=read Guess=mix Guess=alter
SCF
SCFCYC=n default=64 SCFCON=n SCFDM SCF=DM SCFQC SCF=QC direct (default)