高级建模方法(第6-1节)-Gaussian-输入
Gaussian软件基本介绍 ppt课件
1µm
随着计算机技术和理论化学方法的不断发展, Gaussian能够应用到尺度更大的体系中
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内容摘要
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GAUSSIAN 的功能
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Gaussian 的功能
对化学反应的全面研究
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研究反应机理
金催化剂催化1,5双烯重排机理
检查点文件 .chk .fchk
读写文件 .rwf
设置文件 其它文件 Cube文件
Default.Route .inp .de2等 .cub .cube
作用
告诉程序计算中使用的系统资源、运行计 算的类型和使用的方法、分子说明等信息
各种需要的计算结果,如优化的结构、布 居分析结果、分子轨道能量、模拟的各种 光谱信息等;
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Gaussian的功能
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《Gaussian培训》课件
软件概述
Gaussian软件是一款广泛应用于计算化学领域的计算程序, 主要用于分子构型优化、势能面扫描、反应动力学模拟等计 算模拟。
Gaussian软件基于量子力学原理,采用从头算和密度泛函理 论等方法,能够模拟分子的结构和性质,为化学科研工作者 提供重要的理论依据和工具。
够预测反应能否发生及反应途径。
在材料科学中的应用
电子结构和性质
使用Gaussian软件计算材料的电子结构和性质,有助于研究其物理和化学性质。
晶体结构和能带结构
通过Gaussian软件模拟材料的晶体结构和能带结构,有助于研究其光电、热学等性质。
材料设计和优化
利用Gaussian软件进行材料设计和优化,能够提高材料的性能并开发出新的材料。
ห้องสมุดไป่ตู้
03
Gaussian软件高级功能介绍
分子构型优化
总结词
分子构型优化是一种计算方法,用于寻找分子的最低能量构象。
详细描述
通过分子构型优化,可以确定分子的稳定构象和最低能量构象。该方法基于量子 力学原理,使用迭代方法来逐渐优化分子的几何结构,以获得最低的总能量。
势能面扫描
总结词
势能面扫描是一种计算方法,用于在给定的坐标轴上扫描分 子的能量表面,以确定分子的能量最小值。
软件安装问题
总结词
Gaussian软件的安装过程中可能会遇到各种问题,例如安装程序无法运行、安装 后无法启动等。
详细描述
在安装Gaussian软件时,可能会因为操作系统环境、权限设置等问题导致安装程 序无法正常运行。同时,安装成功后,也可能会因为环境变量、权限设置等问题 导致软件无法正常启动。
计算精度问题
在药物设计领域,Gaussian软件可以用于研究药 物分子的作用机制、药物与靶点之间的相互作用 等。
高级建模方法(第6-2节)-Gaussian-输出
每次优化计算的数据结构的格式
-------------------------------------------------------------------------------------Z-MATRIX (ANGSTROMS AND DEGREES) CD Cent Atom N1 Length/X N2 Alpha/Y N3 Beta/Z J ---------------------------------------------------------------------------------------(数据) Z-Matrix orientation: (数据) Distance matrix (angstroms): (数据) Stoichiometry C14H6Cl2O2 Framework group C2V[SGV(C14H6Cl2O2)] Deg. of freedom 23 Full point group C2V Largest Abelian subgroup C2V NOp 4 Largest concise Abelian subgroup C2 NOp 2 Standard orientation: (数据) 。。。。。[总能量计算和优化次数等] Item Value Threshold Converged? Maximum Force 0.587623 0.000450 NO RMS Force 0.168976 0.000300 NO Maximum Displacement 0.182820 0.001800 NO RMS Displacement 0.046852 0.001200 NO Predicted change in Energy=-3.146453D-01 GradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGrad 下一次优化
Gaussian基础课件
Gaussian输入文件
Title部分
为方便对计算信息进行系统的管理,Gaussian09允许在输 入文件中的Title部分对计算进行必要的描述。 一般的描述时要简明扼要,只要计算者能看懂就行。但需 要时描述也可以写的很详细,描述可以写在连续的很多行 中,在Title部分结束时以一个空行结尾。 在计算中,Gaussian09一般不会解读Title部分信息的意 义,只会将其原样打印到输出文件相应位置。但输入Title 部分时,一般不要使用@ # ! - _ \等与程序或系统控制相关 的字符,不要使用“control+字母”,尤其不要使用 “Ctrl+G”。
Gaussian输入文件
多步任务
在一个输入文件进行多个计算
使用--Link1– 命令:
%Chk=freq # HF/6-31G(d) Freq (Title和分子说明) ---空一行 --Link1-%Chk=freq # HF/6-31G(d) Geom=Check Guess=Read Freq=(ReadFC,ReadIsotopes) Frequencies at 300 K 定义电荷和自旋多重度 300.0 2.0 定义同位素
1. Link 0命令段: 2. Route部分: 3. Title部分 4. 分子说明部分; 5. 额外的输入信息
Gaussian输入文件
Gaussian输入文件概述
高斯输入文件举例:
%mem=2GB %chk=mychk #p hf/6-31g(d) pop=(reg,nboread) Water energy evaluation 0 1 O H H −−−−−−−−−Link 0命令段 −−−−−−−−−Route部分 −−−−−−−−−空行 −−−−−−−−−Title部分 −−−−−−−−−空行 −−−−−−−−−分子说明部分 −−−−−−−−−空行 −−−−−−−−−额外输入部分 −−−−−−−−−两个以上空行
Gaussian简介
Gaussian简介Gaussian是做半经验计算和从头计算使用最广泛的量子化学软件,可以研究:分子能量和结构,过渡态的能量和结构化学键以及反应能量,分子轨道,偶极矩和多极矩,原子电荷和电势,振动频率,红外和拉曼光谱,NMR,极化率和超极化率,热力学性质,反应路径。
计算可以模拟在气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态。
Gaussian 03还可以对周期边界体系进行计算。
Gaussian是研究诸如取代效应,反应机理,势能面和激发态能量的有力工具。
功能①基本算法②能量③分子特性④溶剂模型Gaussian03新增加的内容①新的量子化学方法②新的分子特性③新增加的基本算法④新增功能(1)基本算法可对任何一般的收缩gaussian函数进行单电子和双电子积分。
这些基函数可以是笛卡尔高斯函数或纯角动量函数多种基组存储于程序中,通过名称调用。
积分可储存在内存,外接存储器上,或用到时重新计算对于某些类型的计算,计算的花费可以使用快速多极方法(FMM)和稀疏矩阵技术线性化。
将原子轨(AO)积分转换成分子轨道基的计算,可用的方法有in-core(将AO积分全部存在内存里),直接(不需储存积分),半直接(储存部分积分),和传统方法(所有AO积分储存在硬盘上)。
(2)能量使用AMBER,DREIDING和UFF力场的分子力学计算。
使用CNDO, INDO, MINDO/3, MNDO, AM1,和PM3模型哈密顿量的半经验方法计算。
使用闭壳层(RHF),自旋非限制开壳层(UHF),自旋限制开壳层(ROHF) Hartree-Fock 波函数的自洽场SCF)计算。
使用二级,三级,四级和五级Moller-Plesset微扰理论计算相关能。
MP2计算可用直接和半直接方法,有效地使用可用的内存和硬盘空间用组态相互作用(CI)计算相关能,使用全部双激发(CID)或全部单激发和双激发(CISD)。
双取代的耦合簇理论(CCD),单双取代耦合簇理论(CCSD),单双取代的二次组态相互作用(QCISD), 和Brueckner Doubles理论。
gaussian教程
gaussian教程节译自Exploring Chemistry with Electronic Structure Methos, Second Edition,作者James B. Foresman, Eleen Frisch 出版社Gaussian, Inc, USA, 1996前言Gaussian可以做很多事情,具体包括分子能量和结构研究过渡态的能量和结构研究化学键以及反应的能量分子轨道偶极矩和多极矩原子电荷和电势振动频率红外和拉曼光谱核磁极化率和超极化率热力学性质反应途径计算可以模拟在气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态.Gaussian是研究诸如取代效应,反应机理,势能面和激发态能量的有力工具.全书结构序言运行Gaussian第一部分基本概念和技术第一章计算模型第二章单点能计算第三章几何优化第四章频率分析第二部分计算化学方法第五章基族的影响第六章理论方法的选择第七章高精度计算第三部分应用第八章研究反应和反应性第九章激发态第十章溶液中的反应附录A 理论背景附录B Gaussian输入方法简介运行GaussianUnix/Linux平台:运行gaussian前要设置好运行参数,比如在C Shell中,需要加这两句setenv g94root directory / directory指程序的上级目录名source $g94root/g94/bsd/g94.login然后运行就可以了.比如有输入文件,采用C Shell时的运行格式是g94 h2o.logWindows平台:图形界面就不用多说了输入输出文件介绍在Unix系统中,输入文件是.com为扩展名的,输出文件为.log;在Windows系统中,输入文件是.gjf为扩展名,输出文件为.out.下面是一个输入文件#T RHF/6-31G(d) TestMy first Gaussian job: water single point energy0 1O -0.464 0.177 0.0H -0.464 1.137 0.0H 0.441 -0.143 0.0第一行以#开头,是运行的说明行,#T表示指打印重要的输出部分,#P表示打印更多的信息.后面的RHF表示限制性Hartree-Fock方法,这里要输入计算所选用的理论方法6-31G(d)是计算所采用的基组,就是用什么样的函数组合来描述轨道Test是指不记入Gaussian工作档案,对于单机版没有用处.第三行是对于这个工作的描述,写什么都行,自己看懂就是了.第二行是空行,这个空行以及第四行的空行都是必须的.第五行的两个数字,分别是分子电荷和自旋多重度.第六行以后是对于分子几何构性的描述.这个例子采用的是迪卡尔坐标.分子结构输入完成后要有一个空行.对于Windows版本,程序的图形界面把这几部分分得很清楚.输入的时候就不要再添空行了.输出文件输出文件一般很长,对于上面的输入文件,其输出文件中,首先是版权说明,然后是作者,Pople的名字在最后一个.然后是Gaussian读入输入文件的说明,再将输入的分子坐标转换为标准内坐标,这些东西都不用去管.当然,验证自己的分子构性对不对就要看这个地方.关键的是有SCF Done的一行,后面的能量可是重要的,单位是原子单位,Hartree,1 Hartree= 4.3597482E-18 Joules或=2625.500 kJ/mol=27.2116 eV再后面是布居分析,有分子轨道情况,各个轨道的本征值(能量),各个原子的电荷,偶极距.然后是整个计算结果的一个总结,各小节之间用\分开,所要的东西基本在里面了.然后是一句格言,随机有Gaussian程序从它的格言库里选出的(在l9999.exe中,想看的可以用文本格式打开这个文件,自己去找,学英语的好机会).然后是CPU时间,注意这不是真正的运行时间,是CPU运行的时间,真正的时间要长一些.如果几个工作一起做的话(Window下好像不可能,Unix/Linix下可以同时做多个工作),实际计算时间就长很多了.最后一句话,"Normal termination of Gaussian 94"很关键,如果没有这句话,说明工作是失败的,肯定在什么地方出错误了.这是这里应该有出错信息.根据输入文件的设置,输出文件还要多一些内容,上面的是基本的东西.第一章计算模型1.1 计算化学的方法主要有分子理论(Molecular Mechanics)和电子结构理论(Electronic Structure Theory).两者的共同点是1. 计算分子的能量,分子的性质可以根据能量按照一定的方法得到.2. 进行几何优化,在起始结构的附近寻找具有最低的能量的结构.几何优化是根据能量的一阶导数进行的.3. 计算分子内运动的频率.计算依据是能量的二阶导数.1.2 分子理论分子理论采用经典物理对分子进行处理,可以在MM3,HyperChem, Quanta, Sybyl, Alchemy等软件中看到.根据所采用的力场的不同,分子理论又分为很多种.分子理论方法很便宜(做量化的经常用贵和便宜来描述计算,实际上就是计算时间的长短,因为对于要花钱上机的而言,时间就是金钱;对于自己有机器的,要想算的快,也要多在机器上花钱),可以计算多达几千个原子的体系.其缺点是1. 每一系列参数都是针对特定原子得出的.没有对于原子各个状态的统一参数.2. 计算中忽略了电子,只考虑键和原子,自然就不能处理有很强电子效应的体系, 比如不能描述键的断裂.1.3 电子结构理论这一理论基于薛定鄂方程,采用量子化学方法对分子进行处理.主要有两类:1. 半经验方法,包括AM1, MINDO/3, PM3,常见的软件包有MOPAC, AMPAC, HyperChem, 以及Gaussian.半经验方法采用了一些实验得来的参数,来帮助对薛定鄂方程的求解.2. 从头算.从头算,在解薛定鄂方程的过程中,只采用了几个物理常数,包括光速,电子和核的质量,普朗克常数,在求解薛定鄂方程的过程中采用一系列的数学近似,不同的近似也就导致了不同的方法.最经典的是Hartree-Fock方法,缩写为HF.从头算能够在很广泛的领域提供比较精确的信息,当然计算量要比前面讲的方法大的多,就是贵得多了.1.4 密度泛函(Density Functional Methods)密度泛函是最近几年兴起的第三类电子结构理论方法.它采用泛函(以函数为变量的函数)对薛定鄂方程进行求解,由于密度泛函包涵了电子相关,它的计算结果要比HF方法好,计算速度也快.1.5 化学模型(Model Chemistries)Gaussian认为所谓理论是,一个理论模型,必须适用于任何种类和大小体系,它的应用限制只应该来自于计算这里包括两点,1. 一个理论模型应该对于任何给定的核和电子有唯一的定义,就是说,对于解薛定鄂方程来讲,分子结构本身就可以提供充分的信息.2. 一个理论模型是没有偏见的,指不依靠于任何的化学结构和化学过程.这样的理论可以被认为是化学理论模型(theoretical-model chemistry),简称化学模型(model chemistry)(这个翻译我可拿不准,在国内没听说过).1.6 定义化学模型Gaussian包含多种化学模型,比如计算方法Gaussian关键词方法HF Hartree-Fock自恰场模型B3L YP Becke型3参数密度泛函模型,采用Lee-Yang-Parr泛函MP2 二级Moller-Plesset微扰理论MP4 四级Moller-Plesset微扰理论QCISD(T) 二次CI具体在第六章讨论基组基组是分子轨道的数学表达,具体见第五章开壳层,闭壳层指电子的自旋状态,对于闭壳层,采用限制性计算方法,在方法关键词前面加R对于开壳层,采用非限制性计算方法,在方法关键词前面加U.比如开壳层的HF就是UHF.对于不加的,程序默认为是闭壳层.一般采用开壳层的可能性是1. 存在奇数个电子,如自由基,一些离子2. 激发态3. 有多个单电子的体系4. 描述键的分裂过程模型的组合高精度的计算往往要几种模型进行组合,比如用中等算法进行结构优化,然后用高精度算法计算能量.第二章单点能计算2.1 单点能计算是指对给定几何构性的分子的能量以及性质进行计算,由于分子的几何构型是固定不变的,只是"一个点",所以叫单点能计算.单点能计算可以用于:计算分子的基本信息可以作为分子构型优化前对分子的检查在由较低等级计算得到的优化结果上进行高精度的计算在计算条件下,体系只能进行单点计算单点能的计算可以在不同理论等级,采用不同基组进行,本章的例子都采用HF方法2.2 计算设置计算设置中,要有如下信息:计算采用的理论等级和计算的种类计算的名称分子结构方法设置这里设置了计算要采用的理论方法,采用的基组,所要进行的计算的种类等信息.这一行,以#开头,默认的计算种类为单点能计算,关键词为SP,可以不写.这一部分需要出现的关键词有,计算的理论,如HF(默认关键词,可以不写),B3PW91;计算采用的基组,如6-31G, Lanl2DZ;布局分析方法,如Pop=Reg;波函数自恰方法,如SCF=Tight.Pop=Reg只在输出文件中打印出最高的5条HOMO轨道和最低的5条LOMU轨道,而采用Pop=Full则打印出全部的分子轨道.SCF设置是指波函数的收敛计算时的设定,一般不用写,SCF=Tight设置表示采用比一般方法较严格的收敛计算.计算的名称一般含有一行,如果是多行,中间不能有空行.在这里描述所进行的计算.分子结构首先是电荷和自旋多重度电荷就是分子体系的电荷了,没有就是0,自旋多重度就是2S+1,其中S是体系的总自旋量子数,其实用单电子数加1就是了.没有单电子,自旋多重度就是1.然后是分子几何构性,一般可以用迪卡尔坐标,也可以用Z-矩阵(Z-Matrix)多步计算Gaussian支持多步计算,就是在一个输入文件中进行多个计算步骤.2.3 输出文件中的信息例2.1 文件e2_01 甲醛的单点能标准几何坐标.找到输出文件中Standard Orientation一行,下面的坐标值就是输入分子的标准几何坐标.能量找到SCF Done: E(RHF)= -113.863697598 A. U. after 6 cycles这里的树脂就是能量,单位是hartree.在一些高等级计算中,往往有不止一个能量值,比如下一行E2=-0.3029540001D+00 EUMP2=-0.11416665769315D+03这里在EUMP2后面的数字是采用MP2计算后的能量.MP4计算的能量输出就更复杂了分子轨道和轨道能级对于按照计算设置所打印出的分子轨道,列出的内容包括,轨道对称性以及电子占据情况,O表示占据,V表示空轨道;分子轨道的本征值,也就是分子轨道的能量,分子轨道的顺序就是按照能量由低到高的顺序排列的;每一个原子轨道对分子轨道的贡献.这里要注意轨道系数,这些数字的相对大小(忽略正负号)表示了组成分子轨道的原子轨道在所组成的分子轨道中的贡献大小.寻找HOMO和LUMO轨道的方法就是看占据轨道和非占据轨道的交界处.电荷分布Gaussian采用的默认的电荷分布计算方法是Mullikin方法,在输出文件中寻找Total atomic charges可以找到分子中所有原子的电荷分布情况.偶极矩和多极矩Gassian提供偶极矩和多极矩的计算,寻找Dipole momemt (Debye),下面就是偶极矩的信息,再下两行是四极矩偶极矩的单位是德拜CPU时间和其他Job cpu time : 0days 0 hours 0 minuites 9.1 seconds.这里是计算的时间,注意是CPU时间.2.4 核磁计算例2.2 文件e2_02 甲烷的核磁计算核磁是单点能计算中另外一个可以提供的数据,在计算的工作设置部分,就是以#开头的一行里,加入NMR关键词就可以了,如#T RHF/6-31G(d) NMR Test在输出文件中,寻找如下信息GIAO Magnetic shielding tensor (ppm)1 C Isotropic = 199.0522 Anisotropy = 0.0000这是采用上面的设置计算的甲烷的核磁结果,所采用的甲烷构形是用B3L YP密度泛函方法优化得到的.一般的,核磁数据是以TMS为零点的,下面是用同样的方法计算的TMS(四甲基硅烷)的结果1 C Isotropic = 195.1196 Anisotropy = 17.5214这样,计算所得的甲烷的核磁共振数据就是-3.9ppm,与实验值-7.0ppm相比,还是很接近的.2.5 练习练习2.1 文件2_01 丙烷的单点能练习要点:寻找分子的标准坐标,寻找单点能,偶极矩的方向和大小,电荷分布练习2.2 文件2_02a (RR), 2_02b (SS), 2_02c (RS) 1,2-二氯-1,2-二氟乙烷的能量练习要点:比较该化合物三个旋光异构体的能量和偶极矩差异练习2.3 文件2_03 丙酮和甲醛的比较练习要点:比较甲基取代氢原子后带来的影响说明能量比较必须在有同样的原子种类和数量的情况下进行练习2.4 文件2_04 乙烯和甲醛的分子轨道练习要点:寻找HOMO和LUMO能级,并分析能级的组成情况练习2.5 文件2_05a, 2_05b, 2_05c 烷,烯,炔的核磁共振比较练习2.6 文件2_06 C60的单点能练习要点:分析C60最高占据轨道注意在收敛方法选择的时候,要有SCF=Tight,否则有收敛问题.练习2.7 文件2_07 计算大小的CPU资源比较本练习比较不同基组函数数量,SCF方法对CPU时间,资源的占用情况.比较传统SCF方法(SCF=Convern),直接SCF方法(Gaussian默认方法)传统SCF 直接SCF基组函数数量int文件大小(MB) CPU时间CPU时间23 2 8.6 12.842 4 11.9 19.861 16 23.2 38.880 42 48.7 72.199 92 95.4 122.5118 174 163.4 186.8137 290 354.5 268.0156 437 526.5 375.0175 620 740.2 488.0194 832 1028.4 622.1很显然,函数数量对资源占用和CPU时间都有很大影响,函数越多,资源占用越大,CPU时间越长.理论上来讲,认为CPU时间和函数数量的四次方成正比,但实际上没有这么高, 在本例中,基本上和函数数量的2.5次方成正比.一般的讲,直接SCF方法的效率要比传统SCF方法要好,在本例中,当函数数量比较大时, 可以看到这一点.练习2.8 文件2_08a (O2), 2_08b (O3) SCF稳定性计算本例中采用SCF方法分析分子的稳定性.对于未知的体系,SCF稳定性是必须要做的.当分子本身不稳定的时候,所得到的SCF结果以及波函数等信息就没有化学意义.SCF稳定性分析是寻找是不是存在比当前状态能量更低的分子状态.关键词有Stable 检验分子的稳定性,放松对分子的限制,比如由闭壳层改为开壳层等.Stable=OPT 这一选项设定,当发现不稳定的时候,对新的状态进行优化.这种做法一般是不推荐的,因为所得到的新的状态的几何形太接近原来的几何构形.本例中首先计算闭壳层的单重态的氧分子.很显然,闭壳层单重态的氧分子不应该是稳定的.在输出文件中,我们可以找到这样的句子:The wavefuction has an RHF --> UHF instability.这表明存在一个UHF的状态,其能量要比当前状态低.这说明可能,能量最低的状态是单重态的,但不是闭壳层的;存在有更低能量的三重态;所计算的状态不是能量最低点,可能是过渡态.在三重态情况下重新计算,也进行稳定性验证,可以看到如下的句子The wavefunction is stable under the perturbations considered.臭氧是单重态的,但有不一般的电子结构.采用RHF Stable=Opt可以发现一个RHF-->UHF的不稳定性,在所得到的UHF状态下进行稳定性检验,采用UHF Stable=Opt,发现体系仍然不稳定.The wavefunction has an inernal instability再在此基础上进行的优化,体系又回到了RHF的状态.这时,就需要在进行SCF前的构性初始电子状态猜测上进行改动,使用Guess=Mix,在初始猜测中混合HOMO 和LUMO轨道,从而消除空间对称性,然后进行的UHF Guess=Mix Stable 表明得到了稳定的结构.确定电子状态还可以采用Guess=Alter详见Gaussian User's Reference第三章几何优化前面讨论了在特定几何构型下的能量的计算,可以看出,分子几何构型的变化对能量有很大的影响.由于分子几何构型而产生的能量的变化,被称为势能面.势能面是连接几何构型和能量的数学关系.对于双原子分子,能量的变化与两原子间的距离相关,这样得到势能曲线,对于大的体系,势能面是多维的,其维数取决与分子的自由度.3.1势能面势能面中,包括一些重要的点,包括全局最大值,局域极大值,全局最小值,局域极小值以及鞍点.极大值是一个区域内的能量最高点,向任何方向的几何变化都能够引起能量的减小.在所有的局域极大值中的最大值,就是全局最大值;极小值也同样,在所有极小之中最小的一个就是具有最稳定几何结构的一点.鞍点则是在一个方向上具有极大值,而在其他方向上具有极小值的点.一般的,鞍点代表连接着两个极小值的过渡态.寻找极小值几何优化做的工作就是寻找极小值,而这个极小值,就是分子的稳定的几何形态.对于所有的极小值和鞍点,其能量的一阶导数,也就是梯度,都是零,这样的点被称为稳定点.所有的成功的优化都在寻找稳定点,虽然找到的并不一定就是所预期的点. 几何优化有初始构型开始,计算能量和梯度,然后决定下一步的方向和步长,其方向总是向能量下降最快的方向进行.大多数的优化也计算能量的二阶导数,来修正力矩阵,从而表明在该点的曲度.3.2 收敛标准当一阶导数为零的时候优化结束,但实际计算上,当变化很小,小于某个量的时候,就可以认为得到优化结构.对于Gaussian,默认的条件是力的最大值必须小于0.00045,均方根小于0.0003为下一步所做的取代计算为小于0.0018,其均方根小于0.0012这四个条件必须同时满足,比如,对于非常松弛的体系,势能面很平缓,力的值已经小于域值,但优化过程仍然有很长的路要走.对于非常松弛的体系,当力的值已经低于域值两个数量级,尽管取代计算仍然高于域值,系统也认为找到了最优点.这条规则用于非常大,非常松弛的体系.3.3 几何优化的输入Opt关键字描述了几何优化例3.1 文件e3_01 乙烯的优化输入文件的设置行为#R RHF/6-31G(d) Opt Test表明采用RHF方法,6-31G(d)基组进行优化3.4 输出文件优化部分的计算包含在两行相同的GradGradGradGradGradGradGradGradGradGrad...........之间,这里有优化的次数,变量的变化,收敛的结果等等.注意这里面的长度单位是波尔.在得到每一个新的几何构型之后,都要计算单点能,然后再在此基础上继续进行优化,直到四个条件都得到满足.而最后一个几何构型就被认为是最优构型.注意,最终构型的能量是在最后一次优化计算之前得到的.在得到最优构型之后,在文件中寻找--Stationmay point found.其下面的表格中列出的就是最后的优化结果以及分子坐标.随后按照设置行的要求,列出分子有关性质例3.2 文件e3_02 氟代乙烯的优化3.5 寻找过渡态Gaissian使用STQN方法确定反应过渡态,关键词是Opt=QST2例3.3 文件e3_03 过渡态优化例中分析的是H3CO --> H2COH 的变化,输入文件格式#T UHF/6-31G(d) Opt=QST2 TestH3CO --> H2COH Reactants0,2structure for H3CO0,2structure for H2COHGaussian也提供QST3方法,可以优化反应物,产物和一个由用户定义的猜测的过渡态.3.6 难处例的优化有一些系统的优化很难进行,采用默认的方法得不到结果,其产生的原因往往是所计算出的力矩阵与实际的相差太远.当默认方法得不到结果时,就要采用其他的方法. Gaussian提供很多的选择,具体可以看User's Reference.下面列举一些.Opt=ReadFC 从频率分析(往往是采用低等级的计算得到的)所得到的checkpoint文件中读取初始力矩阵,这一选项需要在设置行之前加入%Chk= filename 一句,说明文件的名称.Opt=CalCFC 采用优化方法同样的基组来计算力矩阵的初始值.Opt=CalcAll 在优化的每一步都计算力矩阵.这是非常昂贵的计算方法,只在非常极端的条件下使用.有时候,优化往往只需要更多的次数就可以达到好的结果,这可以通过设置MaxCycle 来实现.如果在优化中保存了Checkpoint文件,那么使用Opt=Restart可以继续所进行的优化.当优化没有达到效果的时候,不要盲目的加大优化次数.这是注意观察每一步优化的区别,寻找没有得到优化结果的原因,判断体系是否收敛,如果体系能量有越来越小的趋势,那么增加优化次数是可能得到结果的,如果体系能量变化没有什么规律,或者,离最小点越来越远,那么就要改变优化的方法.也可以从输出文件的某一个中间构型开始新的优化,关键词Geom=(Check,Step=n)表示在取得在Checkpoint文件中第n步优化的几何构型3.7 练习练习3.1 文件3_01a (180), 3_01b (0) 丙烯的优化从两种丙烯的几何异构体进行优化,一个是甲基的一个氢原子与CCH形成180度二面角,另一个是0.优化结果表明,二者有0.003Hartree的差别,0度的要低.练习3.2 文件3_02a (0), 3_02b (180), 3_02c (acteald.) 乙烯醇的优化乙烯醇氧端的氢原子与OCC平面的二面角可以为0和180,优化得到的结果时,0度的能量比180度的低0.003Hartree,但同时做的乙醛的优化表明,乙醛的能量还要低,比0度异构体低0.027hartree.练习3.3 文件3_03 乙烯胺的优化运行所有原子都在同一平面上的乙烯胺的优化.比较本章的例子和练习,可以看到不同取代基对乙烯碳碳双键的影响.练习3.4 文件3_04 六羰基铬的优化本例采用STO-3G和3-21G基组,在设置行中加入SCF=NoVarAcc对收敛有帮助.3-21G基组的优化结果要优于STO-3G练习3.5 文件3_05a (C6H6), 3_05b (TMS) 苯的核磁共振采用6-31G(d)基组,B3L YP方法优化几何构性,采用HF方法,6-311+G(2d,p)基组在优化的几何构型基础上计算碳的化学位移.注意,核磁共振的可靠程度依赖准确的几何结构和大的基组.输入文件如下%Chk=NMR#T B3L YP/6-31G(d) Opt TestOptmolecule specification--Link1--%Chk=NMR%NoSave#T RHF/6-311+G(2d,p) NMR Geom=Check Guess=Read TestNMRcharg & spin同样,还需要采用同样方法计算TMS.下面是计算结果绝对位移相对位移实验值TMS Benzene188.7879 57.6198 131.2 130.9练习3.6 文件3_06a (PM3), 3_06b (STO-3G) 氧化碳60的优化C60中有两种碳碳键,一是连接两个六元环的6-6键,另一是连接六元环和无元环的5-6键. 氧化C60就有两种异构体.本例采用PM3和HF/STO-3G方法来判断那种异构体是稳定的,以及氧化后的C-C键的变化.采用Opt=AddRedundant关键词可以在输出文件中打印所要求的键长,键角,这一关键词需要在分子构型输入结束后在增加关于所要键长键角的信息,键长用两个原子的序列号表示,键角则用三个原子表示.计算结果显示,6-6键的氧化,碳碳键仍然存在,接近环氧化合物,而5-6键已经打开.采用不同的方法,得到的几何结构相差不多,但在能量上有很大差异.在采用MNDO,PM3,HF/3-21G方法得到的能量数据中,5-6键氧化的异构体的能量低,但采用HF/STO-3G得到的结果,确实6-6键氧化的能量低.Raghavachari在其进行的上述研究中阐述动力学因素同样是重要的;实验上还没有发现那个是能量最低的异构体;应该进行更精确的计算练习3.7 文件3_07 一个1,1消除反应的过渡态优化分析反应SiH4 --> SiH2 + H2, 可以采用Opt=(QST2, AddRedundant)关键词来进行过渡态优化,同时特别关注过渡态结构中的某个键长练习3.8 文件3_08 优化进程比较采用下述三种方法优化二环[2,2,2]直接采用默认方式冗余内坐标优化Opt;采用迪卡尔坐标优化Opt=Cartesian;采用内坐标优化Opt=Z-Matrix结果显示,冗余内坐标优化的优化次数最短,内坐标优化的次数最多.第四章频率分析频率分析可以用于多种目的,预测分子的红外和拉曼光谱(频率和强度)为几何优化计算力矩阵判断分子在势能面上的位置计算零点能和热力学数据如系统的熵和焓4.1 红外和拉曼光谱几何优化和单点能计算都将原子理想化了,实际上原子一直处于振动状态.在平衡态,这些振动是规则的和可以预测的.频率分析的计算要采用能量对原子位置的二阶导数.HF方法,密度泛函方法(如B3L YP), 二阶Moller-Plesset方法(MP2)和CASSCF方法(CASSCF)都可以提供解析二阶导数.对于其他方法,可以提供数值二阶导数.4.2 频率分析输入Freq关键词代表频率分析.频率分析只能在势能面的稳定点进行,这样,频率分析就必须在已经优化好的结构上进行.最直接的办法就是在设置行同时设置几何优化和频率分析.特别注意的是,频率分析计算是所采用的基组和理论方法,必须与得到该几何构型采用的方法完全相同!例4.1 文件e4_01 甲醛的频率分析例中采用的是已经优化好的几何构型,输入格式# RHF/6-31G(d) Freq Test4.3 频率和强度频率分析首先要计算输入结构的能量,然后计算频率.Gaussian提供每个振动模式的频率,强度,拉曼极化率.以下是例4.1的输出文件中的前四个频率1 2 3 4B1 B2 A1 A1。
环境科学高级建模方法(第6-1节)-Gaussian-输入
外推方法;Martin 的W1 方法(加上了微小的修改)。
一般的 MCSCF,包括完全活性空间SCF(CASSCF),并可选择包含MP2 相关能计算
。算法的改善使得Gaussian 03 可处理14 个以内的活性轨道。还支持RASSCF 变体。
输入文件。
第五次作业
将第五次作业中AM1计算的分子采用B3LYP/631G*基组计算,提交输出文件(文件名:姓名-学
号-第五次作业-分子名称)。
谢谢!
好好学习 天天向上
谢谢观看
T
H
A
N
K
S
,要研究的分子体系分成两层或三层,分别用不同的化学模型处理。
接下来的结果自动组合到最终要预测的结果。
Gaussian 03 基组
基组
应用范围
极化函数
弥散函数
STO-3G
H-Xe
*
3-21G
H-Xe
*或**
6-21G
H-Cl
(d)
4-31G
H-Ne
(d)或(d,p)
6-31G
H-Kr
(3df,3pd)
SV
H-Kr
SVP
H-Kr
包含在定义中
TZV
和TZVP
H-Kr
MidiX
H,C-F,S-Cl,I,Br
包含在定义中
EPR-II,EPR-III
H,B,C,N,O,F
包含在定义中
UGBS
H-Lr
UGBS(1,2,3)P
MTSmall
gaussian 教程
Exploring Chemistry with Electronic Structure Method
Sesman Aeleen Frisch
Gaussian, Inc Pittsburgh, PA 2002 年 9 月 25 日
特别声明
本文转自南开大学 BBS 网站,在此对译者表示衷心感谢!!!!
Unix/Linux 平台 .................................................................................................................. 2 Windows 平台.................................................................
GaussView高斯软件教程
根据C-F键的长度在 0.675和2.700之间的方框内进行C-F键的调整。完毕后点击OK即可。
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(6).双击Gview界面上的 图标,出现以下窗口这是Gview里内置的链烃库,选中乙 烷
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(7).在工作窗口内空处点左键,用我们前面讲过的命令调节苯和乙烷间的距离和角度
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将鼠标放在分子上,按左键左右或前后移动,可以调节分子的角度;将鼠标放在分 子上,前后移动,可以将分子放大或缩小。Shift+Alt+鼠标左键组合可以在窗口内平 移分子当工作窗口内有多个分子时[在构建大的分子时,这种情况很容易出现]这时可 用以下命令可以用Shift+Alt+鼠标左键组合移动想要移动的分子,以调节各个分子间 的距离。可以用Ctrl+Alt+鼠标左键组合调节其中一个分子的角度,以调节各个分子 间的角度。Ctrl+Alt+鼠标左键这个组合常和[将鼠标左键放在分子上,左右或前后移 动,可以调节分子的角度]这个功能连用。具体的好处需要自己去试
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(8).单击Gview界面上 图标。然后点击与乙烷正对的苯上的C原子和H原子选择 “None”,乙烷上的C-H键作类似处理然后单击Gview上的 图标,点选工作窗口中的 两个氢原子,即将它们删去
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至此分子构建已完成。
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9).Gview存储个人常用分子的功能。Gview中只有常用的一些环状分子和链状分子, 远不能满足研究特定体系的特殊需要。不过Gview有一个功能可以弥补这个缺憾:可 以把常用的分子或官能团存在制定的文件夹内。在需要时可以直接调用。双击view上 的 图标,在下面的对话框中键入相关项目,保存即可
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(2).双击窗口中 图标,得到如下窗口里面有常用的环状官能团。选中苯环(单 击即可选中)
高级建模方法(第6-4节)-GaussView的使用.
同一目录下,而后打开所有程序—附件—命令提示符, 输入DOS指令CD 来更改目录至C P计算程序
Thermo3.exe所在目录下 ,输入:thermo3 12.out, 确认
后出现“scale factor for frequency=?”,输入0.95,确认
后得到C P计算输出文件THERMO.OUT ,更改文件名
谢谢!
为12THERMO.OUT即可。
建模
用SPSS 12.0 for windows打开前面数据查 找所得的Excel表格,得到如图18所示界面 。在工具栏中选择Analyze—Regression— linear,如图19,选择相应的自变量和因变量 ,采用Stepwise方法即可得到相关方程,如 图20和图21。
数据查找
二.查找数据
D. 查找关键词Mol, 区分大小写,如图17所 示,取cm**3/mol为单位的数值,类似查找10, 取平均值,即为V.
Cp计算
一.输入文件制作
将高斯计算得到的输出文件(如12.out) opt freq至freq之间的内容删除后保存即可。
Cp计算
二. C P计算
把C P计算程序Thermo3.exe放在与刚才保存的文件
2D-QSAR基本原理
2D-QSAR方法
活性数据 分子结构、热力学参数
实验方法
Gaussian 03W,DFT方法 建立模型 SPSS 12.0 for Windows
交叉内容及要求:
1、查找文献,选择一个系列的化合物及相关性质。化合物的个数 尽量在15-20个以上,但不能少于10个。 2、根据化合物分子的大小确定计算的基组和方法。通常,计算方 法采用B3LYP。 3、首先用Chemdraw 程序绘制化合物分子的平面构型,保存上述 文件格式为*.cdx。采用Chem3D 程序打开*.cdx文件,得到化合 物分子的立体构型,保存上述文件格式为*.gjc,用记事本方式打 开文件*.gjc,得到化合物的空间坐标,加上Link 0部分、限定多 核计算、计算执行路径部分。 4、采用Gaussian03程序分别优化计算系列化合物各分子,查找分子 的结构、热力学参数数据。 5、采用SPSS程序建模,并对模型进行验证。 6、再采用上述计算方法,计算与本系列结构相近的、但没有实验 数据的5个分子的结构,采用步骤5中得到的模型预测这5个分子 的性质。
gaussian基本概念和用法
1 计算流程上面的图应该是从L301说起的,即图中的“基组”,L301的作用是产生基组信息。
(在这之前还有L1:处理计算执行路径,创建执行链接的列表,并初始化scratch文件;L101:读取标题和分子说明部分;L103:berny优化到最小值;L202:重新定位坐标,计算对称性,检查变量)“基组”之后是“分子结构”即L401,形成初始的分子轨道初猜。
第一个框中有“分子轨道”和“能量”两项,我想这应该指的是L502即迭代求解SCF方程。
下面红线圈的框中则是迭代求解的具体过程。
每次迭代完毕都得到一个能量。
即(SCF Done: E(RHF) = -xx.xxxx A.U. after xx cycles)然后是L103判断力和位移是否满足收敛条件。
如果满足(即四个yes),则进行布居分析等,并完成计算。
如果不满足,则继续调整分子结构(L401),再次进行迭代求解,反复这个过程,直到满足力和位移收敛条件为止。
如果不是HF方法而是多体微扰,CI等后-scf方法的话,在每次迭代(L502)完成后还要多一步相关能的计算,以MP2为例,迭代完成后多出:L801(双电子积分变换的初始化),L906(半直接的MP2)和L1002(迭代求解CPHF方程)等计算。
对于楼主的图,我觉得力和位移判断为NO以后,箭头应该指向最头上的“基组”,因为实际过程中,每次构型调整都会重新定位坐标和产生基组信息。
常见问题分析1.检查是否有初始文件错误在命令行中加入 %kJob L301 or %kJob L302 如果通过则一般初始文件ok。
常见初级错误:a. 自旋多重度错误; b. 变量赋值为整数; c. 变量没有赋值或多重赋值; d. 键角小于等于0度,大于等于180度e. 分子描述后面没有空行; f. 二面角判断错误,造成两个原子距离过近; g. 分子描述一行内两次参考同一原子,或参考原子共线2. SCF(自洽场)不收敛则一般是L502错误,省却情况做64个cycle迭代(G03缺省128 cycles)a. 修改坐标,使之合理;b. 改变初始猜 Guess=Huckel 或其他的,看Guess关键词;c. 增加叠代次数 SCFCYC=N (对小分子作计算时最好不要增加,很可能结构不合理); d. iop(5/13=1)这样忽略不收敛,继续往下做。
Gaussian 高斯使用指南
1.1 硬件环境………………………………………………………………7
1.2 操作系统………………………………………………………………8
2.安装………………………………………………………………………8
2.1 硬盘分区方案…………………………………………………………8
系的反应机制,表面和表面反应的团簇模型,有机物光化学过程,有机和有机金属化合物的
取代影响和反应,以及均相催化作用等。
ONIOM 的其它新功能还有:定制分子力学力场;高效的 ONIOM 频率计算;ONIOM 对电、
磁性质的计算。
2.通过自旋-自旋耦合常数确定构像
当没有 X-射线结构可以利用时,研究新化合物的构像是相当困难的。NMR 光谱的磁屏蔽数
1 目的 ………………………………………………………………………100
2 高斯自带的练习和理论模型介绍 ………………………………………100
第一章 功能和计算原理介绍
2
1:Gaussian 功能介绍
1.1 Gaussian 是一个功能强大的量子化学综合软件包。其可执行程序可在不同型号的大型
计算机,超级计算机,工作站和个人计算机上运行,并相应有不同的版本。
2.1 能量计算的格式 ………………………………………………………65
2.2 输出说明 ………………………………………………………………66
3.高斯中自带的练习 …………………………………………………………67
第七章 基组 ……………………………………………………………………69
1.基组介绍 …………………………………………………………………69
……………………3
Gaussian中赝势的简介和输入方法-GOOD
Gaussian中赝势的简介和输入方法作者:Elizerbe…文章来源:本站原创点击数:83 更新时间:2006-4-1简单来说,赝势就是不计算内层电子,而是把内层电子的贡献用一个势来描述,放在哈密顿里面。
适用于重元素。
使用赝势的3个原因:1。
没有相应的全电子基组。
2。
减少计算量。
3。
赝势可以包含重金属相对论效应的修正。
在高斯中,lanl2dz基组,在手册中可以查到其定义为:LanL2DZ: D95V on first row , Los Alamos ECP plus DZ on Na-Bi,也就是说,对于C,O等元素来说(量化中,H大概算第0周期,C,O才是第一周期),Lanl2dz实际上还是全电子基组,而对于Na以后才是对内层电子用Los Alamos ECP赝势,外层电子用DZ 基组。
使用赝势的输入文件:1.所有原子使用lanl2dz--------------------------#HF/lanl2dz optlanl2dz for all atoms0 2O 0.0 0.0 0.0C 0.0 0.0 1.2Cu 0.0 0.0 3.2--------------------------2.所有原子使用lanl2dz的另一种输入方法。
--------------------------#HF/genecp optlanl2dz for all atoms0 2O 0.0 0.0 0.0C 0.0 0.0 1.2Cu 0.0 0.0 3.2C O 0lanl2dz****Cu 0lanl2dz //定义价电子的基组****Cu 0lanl2dz //定义内层电子的赝势--------------------------3.混和基组,即有的使用全电子,有的使用Lanl2dz。
格式同2。
--------------------------#HF/genecp optlanl2dz for Cu, 6-31G(d) for C and O0 2O 0.0 0.0 0.0C 0.0 0.0 1.2Cu 0.0 0.0 3.2C O 06-31G(d) //另一种全电子基组****Cu 0lanl2dz //定义价电子的基组****Cu 0lanl2dz //定义内层电子的赝势。
Gaussian 高斯使用指南
Car-Parrinello 不同之处在于,ADMP 传递密度矩阵而不是 MO。如果使用了原子中心基组,
5.模拟在反应和分子特性中溶剂的影响
在气相和在溶液之间,分子特性和化学反应经常变化很大。例如,低位构像在气相和在(不
同溶剂的)溶液中,具有完全不同的能量,构像的平衡结构也不同,化学反应具有不同的路
径。Gaussian 03 提供极化连续介质模型(PCM),用于模拟溶液体系。这个方法把溶剂描述为
极化的连续介质,并把溶质放入溶剂间的空穴中。
2.高斯自带练习 ……………………………………………………………71
第八章 选择合适的理论模型 …………………………………………………72
1 简要介绍 …………………………………………………………………72
2.高斯自带的练习 …………………………………………………………73
第九章 高精度能量模型 ………………………………………………………76
Gaussian 03 的 PCM 功能包含了许多重大的改进,扩展了研究问题的范围:可以计算溶剂中
的激发能,以及激发态的有关特性;NMR 以及其它的磁性能;用能量的解析二级导数计算
振动频率,IR 和 Raman 光谱,以及其它特性;极化率和超极划率;执行性能上的改善。
G03W 的界面和 G98W 相比,没有什么变化,G98W 的用户不需要重新熟悉界面。
1.2.2 输出的解释 ………………………………………………………61
2.高斯中自带的练习 …………………………………………………………64
第六章:单点能计算 ……………………………………………………………64
Gaussian 高斯使用指南
1.2 关于 Gaussian 03 的介绍
是 Gaussian 系列电子结构程序的最新版本。它在化学、化工、生物化学、物理化学等
化学相关领域方面的功能都进行了增强。
1.研究大分子的反应和光谱
Gaussian 03 对 ONIOM 做了重大修改,能够处理更大的分子(例如,酶),可以研究有机体
2.高斯自带练习 ……………………………………………………………71
第八章 选择合适的理论模型 …………………………………………………72
1 简要介绍 …………………………………………………………………72
2.高斯自带的练习 …………………………………………………………73
第九章 高精度能量模型 ………………………………………………………76
目
录
第一章 功能和计算原理介绍……………………………………………………2
1 Gaussian 功能介绍…………………………………………………………2
1.1 Gaussian 是一个功能强大的量子化学综合软件包……………………3
1.2 关于 Gaussian 03 的介绍…………………………
下面列出了需要描述稳定点时必须考虑的问题.................................................. 64
1.创建输入文件的目的……………………………………………………11
2.常用的创建高斯输入文件的方法………………………………………11
2.1 利用晶体文件产生输入文件…………………………………………11
2.2 利用 Gview,Chem3D(包括 Chemdraw)和 Hperchem 绘图软件
6-关键字分析 Gaussian 03解析
CBS-APNO只适合用于第一行原子 CBS-4M,CBS-Lq.CBS-Q,CBS-QB3 只适用于第一和第二行原子
POP关键字
打印控制选项(Full, Reg, Minimal)
成键性(Bonding)
自然轨道分析(NO, NOAB, AlphaNatural, BetaNatural, SpinNatural) 静电势和电荷分析(MK, CHelp, CHelpG, Dipole)
根据不同的方案进行选点分析
极化率,polar=enonly将计算极化率和超极化率。 半经验方法不能计算polar
平衡性计算
对于弱相互作用体系,可能会有基组重叠误差 (BSSE),需要进行平衡性计算
# hf/lanl2dz counterpoise=2 nosymm opt test HBr + HF, optimization with counterpoise correction using ECP basis 010101 H -0.046866 0. Br -0.331864 0. F 0.396755 0. H 0.584835 0.
Polar=cubic 对解析极化率做数值微分,计算超极化率
Polar=enonly 进行能量的二阶数值微分,计算极化率
Polar
对HF,DFT和MP2自动计算极化率和超极化率
对CIS,MP3,MP4(SDQ), CID, CISD, CCD,
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高斯计算输入文件的格式
“#”描述
Gaussian 输入文件的执行路径部分需要以#符号开头,作为这一行的第一个非空 格字符。这一行的其它部分使用自由格式。对于大部分的计算工作,所有 的信息都可位于这一行,但也可以超过一行(超过的行前的#符号可用也 可不用)。执行路径部分必须以空行作为结束。
如果在执行路径部分没有出现关键字,则计算默认为HF/STO-3G SP。
(空一行)
title
(空一行)
01
6
0 -3.409834 0.492019 0.00
6
0 -3.262444 -0.903993 0.00
6
0 -2.006519 -1.510242 0.00
(空一行)
--Link1--
(链接)
%chk=di(同上一个文件)
#n b3lyp/6-311G** geom(几何)=check guess(猜测)=read vol=(tight)
基组 STO-3G 3-21G 6-21G 4-31G 6-31G 6-311G D95 D95V SHC CEP-4G CEP-31G CEP-121G LANL2MB LANL2DZ
Gaussian 03 基组
应用范围 H-Xe H-Xe H-Cl H-Ne H-Kr H-Kr H-Cl(除了Mg和Na) H-Ne H-Cl H-Rn H-Rn H-Rn H-Ba,La-Bi H,Li-Ba,La-Bi
四.高斯输入文件的制作 用图3中的相应坐标替换图4中的相应
坐标,保存为*.txt, 如129.txt,即为高斯 计 算输入文件。
第五次作业
将第五次作业中AM1计算的分子采用B3LYP/631G*基组计算,提交输出文件(文件名:姓名-学 号-第五次作业-分子名称)。Fra bibliotek谢谢!
Gaussian 03 基组
应用范围 除Fr和Ra的整个周期表 H-He,B-Ne,Al-Ar,Ga-Kr H,B-Ne H-Kr H-Kr 和TZVP H,C-F,S-Cl,I,Br H,B,C,N,O,F H-Lr H-Ar H-Xe H-F,Al-Ar,Sc-Zn H,C-F,Al-Ar
极化函数
6 -3.409834 0.492019 0.00-------------------(笛卡尔直角坐标,
6 -3.262444 -0.903993 0.00
或Z-matrix的键长、键角和二面角)
6 -2.006519 -1.510242 0.00
6 -0.885533 -0.678926 -0.00
和双激发(CISD) 。 ������ 双取代的耦合簇理论(CCD) ,单双取代耦合簇理论(CCSD) ,单双取代的二次组态
相互作用(QCISD) , 和Brueckner 轨道双取代耦合簇理论(BD) 。还可以计算非迭代的三取 代(QCISD 和BD 还有四取代)的贡献。 ������ 密度泛函理论(DFT) ,一般还包括用户可以自行组合的Hartree-Fock 和DFT的混合 方法。可用的泛函完整列表见第三章。
极化函数
弥散函数
*
*或**
+
(d) (d)或(d,p)
(3df,3pd)
++
(3df,3pd)
++
(3df,3pd)
++
(d)或(d,p)
++
* *(仅用于Li-Ar) *(仅用于Li-Ar) *(仅用于Li-Ar)
基组 SDD,SDDAll cc-pV(DTQ5)Z cc-pV6Z SV SVP TZV MidiX EPR-II,EPR-III UGBS MTSmall DGDZVP DGDZVP2 DGTZVP
以自行组合的Hartree-Fock 和DFT的混合方法。 CASSCF:指定进行完全活性空间多组态SCF(MC-SCF)计算。 MP2,MP3, MP4,MP4, MP5方法:这些方法关键字要求在Hartree-Fock 计算(
单重态用RHF,高自旋态用UHF)之后接着进行Møller-Plesset 相关能修正的计算 [60],在二次项截断为MP2,在三次项截断为MP3,在四次项截断为MP4,在五 次项截断为MP5。解析梯度可用于MP2,MP3和MP4(SDQ),解析频率可用于MP2 。二级,三级,四级和五级Møller-Plesset 微扰理论计算相关能。 QCISD:这个方法关键字进行包括单、双取代的二次CI 计算。 CCD, CCSD:这个方法关键字进行耦合簇计算,CCD计算使用Hartree-Fock 行列式 的双取代,CCSD使用单、双取代。双取代的耦合簇理论(CCD),单双取代耦合簇 理论(CCSD)
第6节 Gaussian计算法讲义
内容提要
❖ 绘制构型 ❖ 高斯计算 ❖ 数据查找 ❖ Cp计算 ❖ 建模
高斯计算
采用Gaussian 98程序打开高斯计算输 入文件129.txt,可得到高斯计算输出文件 129.out.
Gaussian程序的作用和结 构
1、得到分子的微观结构,成为实验的辅助工具。 2、得到“实验不能测定的结构参数和其它多种多样的参数”,
算法的改善使得Gaussian 03 可处理14 个以内的活性轨道。还支持RASSCF 变体。 ������ 广义价键-完全电子对(GVB-PP) SCF 方法。
Gaussian 03 关键词
SP:这个计算类型关键字指定进行单点能量计算。 Scan:这个计算类型关键字指示进行分子势能曲面(PES)扫描计算。 Opt :这个关键字进行分子几何优化计算。计算过程中持续调整分子
的几何形状,直到发现势能曲面上的稳定点为止。
Freq:这个计算类型关键字用于计算力常数、振动频率及强度。 SCRF:这一关键字指定在溶剂存在的环境下进行计算。 IRC:这个方法关键字要求进行反应路径跟踪计算。初始结构(在分子
说明部分给出)是过渡态的结构,反应路径可以是从该点的一个或全部 两个方向。
可用的形式
#N 正常打印级别;这是默认的。 #P 产生额外输出。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。
高斯计算输入链接文件的格式
%chk=di.chk
%nproc=3
#n b3lyp/6-311G** opt freq
*
QCISD, CCD, CCSD
*
*
*
Gaussian 03 计算方法
分子力学方法(MM):Gaussian 中有三种分子力学方法。它们用于ONIOM 计算, 但也可以用作独立的方法: Amber, DREIDING,UFF 。
AM1, PM3(等):半经验计算。 HF:进行Hartree-Fock 计算。 密度泛函(DFT)方法:提供相当多的密度泛函理论(DFT)模型。一般还包括用户可
#n b3lyp/6-311G** opt freq optcyc=100 scfcyc=100--计算执行路径部分
(空一行)
title-----------------------------------------------------------标题部分(说明行)
(空一行)
0 1-------------------------------------------------------电荷与多重度(2S+1)
一定程度上完善了化学和物理等学科的各种方法。 3、计算方法(水平)主要由“方法”和“基组”组成。 4、打开使用说明书。
有关“理论”和“实验”的关系
高斯计算输入文件的格式
%chk=di.chk ------------------------------------------- Link 0部分
%nproc=3-------------------------------------------------限定多核计算
包含在定义中 包含在定义中
包含在定义中 H-Kr 包含在定义中 包含在定义中 UGBS(1,2,3)P
弥散函数 加AUG-前缀 加AUG-前缀
包含在定义中
绘制构型
一、平面坐标 采用chemoffice2004 中的chemdraw 程
序绘制化合物分子的平面构型,见图1 。保 存上述文件格式为*.cdx(系列化合物按异 构体取代位置命名,以1,2,9-PCPT为 例), 如129.cdx.
di
01
Gaussian 03中使用的方法及适用范围
SP,Scan Opt,Force,BOMD Freq IRC Polar
分子力学方法
*
AM1, PM3(等)
*
*
*
*
*
HF
*
DFT方法
*
CASSCF
*
MP2
*
MP3, MP4(SDQ)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
MP4(SDTQ), MP5
波函的自洽场(SCF)计算。 ������ 使用二级,三级[61],四级[62, 63]和五级[64]Møller-Plesset 微扰理论计算相关能。
MP2 计算可用直接和半直接方法,有效地使用可用的内存和磁盘空间。 ������ 用组态相互作用(CI)计算相关能,即可使用全部双激发(CID),也可使用全部单激发
Polar:这个方法关键字指示进行偶极电场极化率的计算(如果可能的 话也计算超极化率)。
Stable:这一计算类型方法指定进行Hartree-Fock 或DFT 波函的稳定性 测试计算。