北京师范大学《计算化学理论和应用》computational chemistry (1)
北师大考博辅导班：2019北京师范大学物理化学考博难度解析及经验分享
北师大考博辅导班：2019北京师范大学物理化学考博难度解析及经验分享根据教育部学位与研究生教育发展中心最新公布的第四轮学科评估结果可知，在2018-2019年电力电子与电力传动专业学校排名中，排名第一的是厦门大学，排名第二的是北京大学，排名第三的是吉林大学。
作为北京师范大学实施国家“211工程”和“985工程”的重点学科，化学学院的物理化学一级学科在历次全国学科评估中均名列第十三。
下面是启道考博辅导班整理的关于北京师范大学物理化学考博相关内容。
一、专业介绍物理化学专业是物理与化学间的交叉学科，是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中特殊规律的学科。
物理化学的研究方法广为应用，不仅渗透到化学的各个分支学科，而且在材料、能源、环境、生命、信息等各领域发挥重要作用。
随着各种谱学检测方法在空间分辨、时间分辨或能量分辨能力等方面的不断提高，物理化学学科呈现出由宏观到微观、由体相到表相、由静态到动态的飞跃发展，而表(界)面与介观体系的结构、物理化学性质及相关反应过程，分子反应动态学，非平衡态热力学和非线性动力学等则是当前物理化学最活跃的前沿研究领域。
北京师范大学化学学院的物理化学专业在博士招生方面，划分为17个研究方向：070304物理化学研究方向：01催化反应机理02光化学与光生物过程计算模拟03理论化学04光电纳米材料与光电生物检测05超分子化学及有机合成06蛋白质结构与功能07生物发光的计算模拟08电化学09石墨烯/二维材料10凝聚态化学动力学；超快光谱及显微镜11拓扑绝缘体/二维材料12光化学与光生物13生物体系中弱相互作用14理论及计算化学15半导体固体材料16物理化学，理论与计算化学，计算材料学17化学动力学，自由基及激发态化学考试科目：①1101英语②2008化学一③3188化学二二、考试内容（一）初审化学学院将由各专业学科方向专家组对考生提交的申请材料进行初审。
北京师范大学2011年硕士生招生专业目录及参考书目
02蛋白质的折叠与组装机制 同上
03蛋白质化学及蛋白质工程 同上
04酶的结构与功能 同上
071003生理学 3
01脑与动物行为 ①101思想政治理论②201英语一③773生物化学与分子生物学④819细胞生物学
02肿瘤发生生物学与实验治疗 同上
071004水生生物学 2
01水生生物学 ①101思想政治理论②201英语一③735普通生态学或773生物化学与分子生物学④817动物学
773生物化学与分子生物学 《生物化学》 王镜岩等编 高等教育出版社
816植物学 《植物生物学》 周云龙等编 高等教育出版社
817动物学 《动物学》 郑光美、刘凌云等编 高等教育出版社
819细胞生物学 《细胞生物学》 刘凌云主编 高等教育出版社
823有机化学 有机化学 陆国元编 南京大学出版社
02程序性细胞死亡调控的分子机理 同上
03细胞增殖调控的分子机理 同上
04抑癌作用相关基因的细胞生物学 同上
05分泌细胞的信号转导 同上
06细胞骨架结构与功能 同上
07肿瘤发生和转移的蛋白质组学 同上
04濒危物种生态学 ①101思想政治理论②201英语一③735普通生态学④817动物学
05种群与行为生态学 同上
06理论生态与进化生物学 ①101思想政治理论②201英语一③735普通生态学④816植物学
07生态系统分析与区域评价 同上
北京师范大学2011年硕士生招生专业目录及参考书目
单位代码：10027 地址：生地楼123办公室 邮政编码：100875
北京师范大学化学学院 —考博招生介绍—考试内容—考试指南
一对一教学。
学员三、
高犇：中科院数学研究所博士
简介：育明考博 14 届优秀学员，2013 年 12 月份进入育明考博辅导课程，
所选课程为考博英语特别保录班与专业课定向保录班。经过近三个月高强度
的辅导学习，顺利考入中科院数学院就所。
学员四、
育明考博咨询电话：400-668-6978 咨询 QQ：493371626
论
学二
60 分，总分不低于 190 分。
实践组（复试一组）：重点考
察考生实践经验及实践能力、实践
070302 分析化学
①1101 英语②2008 化学一③3188 化 案例分析。考生进场后，自我陈述
学二
3 分钟左右，然后回答案例问题，
考官提问。
070303 有机化学
科研组（复试二组）：重点考
①1101 英语②2008 化学一③3188 化 察考生科研经验及科研能力、研究 学二
第6页共8页
ห้องสมุดไป่ตู้
中国考博辅导首选学校
张广超：中国矿业大学大学资源与安全工程学院博士
简介：育明考博 14 届优秀学员，硕士毕业于中国矿业大学资源与安全工程
学院。2013 年 12 月份进入育明考博辅导课程，所选课程为考博英语一对一。
经过三个月的冲刺学习顺利考入中国矿业大学大学资源与安全工程学院矿
方式上进行个性化的设置，推动每一位学员都能够在最短的时间内取得理论知识与应
试技巧的最大提升。近几年育明考博的辅导课程取得了卓著的成绩，每年都有近百人 进入北京各院校的重点学科，以下是关于几位优秀学员的介绍：
学员一、 张立平：北京大学藏学研究院博士（在职） 简介：育明考博优秀学员，硕士毕业于上海外国语大学。所选课程为北大
计算化学博士生必读书目
计算化学博士生必读书目
1.《计算化学导论》：本书为计算化学领域的入门读物，介绍了分子模拟、分子力学等基本概念和方法。
2. 《量子化学计算方法》：本书介绍了量子化学计算方法的基本原理和实现过程，包括从Hartree-Fock方法到密度泛函理论的发展历程。
3. 《分子模拟方法》：本书介绍了分子模拟方法的理论和实践，包括分子动力学、Monte Carlo方法等。
4. 《生物分子计算化学》：本书介绍了计算化学在生物分子领域的应用，包括蛋白质结构预测、药物设计等。
5. 《基于机器学习的计算化学方法》：本书介绍了机器学习在计算化学领域的应用，包括机器学习在化学反应预测、化学反应机理揭示等方面的应用。
6. 《计算化学实验室手册》：本书提供了一些常用的计算化学软件和工具的使用方法和实例，方便读者进行计算化学研究。
- 1 -。
理论与计算化学复习资料
理论与计算化学复习资料在化学学科中，理论和计算化学是非常重要的分支，它们为研究化学反应、物质结构、性质等提供了重要思路和手段。
因此，在化学学习和科学研究中，理论和计算化学的基础知识的掌握和应用是非常必要的。
本文将为大家提供理论与计算化学的复习资料，希望能够对化学学习和研究提供一些帮助。
一、理论化学理论化学是研究化学反应过程和物质性质的科学，在化学学科中具有非常重要的地位。
理论化学主要包括理论热化学、量子化学、反应动力学、结构化学等方面的内容。
理论化学为实验研究提供了理论指导，并且常常从实验研究中得到验证和修正。
理论化学的基础知识包括化学键、化学反应热、反应速率、同位素、化学平衡、化学反应机制等方面的内容。
学生应该掌握这些知识的原理和应用，能够熟练运用常见的理论工具解决化学实验中遇到的问题。
二、计算化学计算化学是通过计算机模拟、解析物质的分子结构、反应动力学和性质，以达到预测及解释实验结果的目的。
计算化学主要包括分子模拟、量子化学计算、动力学模拟等方面的内容，有助于预测和设计新材料、药物等。
计算化学的基础知识包括量子力学基础、分子轨道理论、密度泛函理论等方面的内容。
学生应该掌握这些知识的原理和应用，具有使用一定的计算化学软件进行分子结构、能量、动力学模拟等方面计算的能力。
三、复习资料推荐1.《理论化学》，蔡元培，杨振宁著。
该书不仅详细讲述了化学反应热、化学平衡等基础知识，还探讨了化学反应机制、化学键等深入的理论内容。
2.《分子模拟：原理和应用》,曾吉兰著。
该书以分子动力学为主要手段，介绍了分子模拟的基本原理及其在化学领域的应用。
3. Gaussian 09: A.02，Gaussian 16等计算化学软件。
这些软件是当前比较流行的计算化学软件，其中Gaussian系列软件主要用于计算分子电子结构的理论和实际计算计算，广泛应用于物理、化学、材料、药物等领域。
以上是理论与计算化学的一些相关知识和复习资料推荐，学生应该对这些知识进行深入学习，掌握基本的原理和计算方法，以此提高化学理论和计算水平。
北京师范大学《计算化学理论和应用》Kohn-Sham方法
渐近性质
1，所有交换相关泛函都存在自相互作用的问题； 2，影响估计自由基均裂所需能量； 3，包含电荷转移过程的过渡态能垒。
电子的非动态相关
H
H
E
H
H
H
H
H
H
a
b
H
H
a
b
a
b
DFT方法对自旋污染不敏感，但是杂化泛函除外
交换相关泛函应有的正确渐近性质
库仑作用
Vc (r1)
需要通过KS轨道来计算出电子密度，仍等同于 要计算四指标积分 N4
使用辅助基组展开电子密度的好处：
M
(r) cii (r) i1
“divide-and-Conquer (分而歼之)”方法
Yang.W. and Lee, T.-S. 1995. J.Chem. Phys. 103 5674
Kohn-Sham方法的局限
取决于波函数的精度以及是否有相应的算符
某些有算符而无严格泛函的物理量
例：
DFT:
Eee Ecolumb[0 ] Eexchange[0 ] E [ ] correlation 0
ΜΟ:
Eee
1
r i j ij
例：跃迁几率
ij i j
DFT自洽场收敛有时比HF困难
密度泛函方法求算得到的KS轨道往往自旋污染 比较小
例：三重态的苯胺阳离子
H N+
UHF/cc-pVDZ S2=2.50 得到平面结构为最稳定 BLYP/cc-pVDZ S2=2.01
1，经验规则,HF处理开壳层体系自旋污染较重时， 使用DFT处理能得到较好的结果；
2，DFT方法中杂化泛函所包含的HF交换项部分影 响计算结果
将“第一性原理计算”融入传统计算物理学课程的教学体系改革探讨
DISCIPLINES EXPLORATION 将“第一性原理计算”融入传统 计算物理学课程的教学体系改革探讨秦真真王飞牛春要(郑州大学物理学院（微电子学院）河南•郑州450001)摘要针对物理类专业开设的传统“计算物理学”课程，为进一步提升其课程质量与完善知识体系，提出将“第一性原理计算”这一前沿科技领域融入计算物理学课程中，对相关教学知识体系和内容进行补充与整合，丰富当 前计算物理教学的内容层次与前沿性。
这将拓展学生从仅限于MATLAB计算和可视化层面研究经典物理问题 的有限认知面，深化学生对基于量子力学和固体物理等凝聚态物理问题的基本理解，有益于学生接触科技前沿 和建立完善的计算物理知识体系，并进一步增强学生对计算物理学课程的认知和实践能力。
关键词计算物理第一性原理计算科技前沿教学改革中图分类号:G642 文献标识码:A D01:10.16400/ki.kjdks.2021.03.024Discussion on Teaching System Reform of Integrating "First Principles Calculation" into Traditional Computational Physics CourseQIN Zhenzhen, WANG Fei, NIU Chunyao(School of Physics, Zhengzhou University, Zhengzhou, Henan 450001)Abstract Aiming at the traditional"Com putational Physics"course,in order to further improve the quality of t he course and complement the computational physics knowledge system，it is proposed to integrate the science field of’’first-principles calculation"and related technology into the traditional course of c omputational physics,which would enrich the current content level如d cutting edge of computotional physics teaching.This will expand students,limited knowledge of classical physics problems from the level of MATLAB calculation and visualization,deepen their basic understanding of condensed m atter physics based on quantum mechanics and solid state physics,which would help students establish a complete knowledge system of computational physics and llirther enhance students'cognitive and practical ability of computer language.Keywords computational physics;first-principles calculation;technological frontier;teaching reform计算物理学是一门依托电子计算机解决复杂物理问题 的新兴交叉学科。
北京师范大学《计算化学理论和应用》computational chemistry (4)
=
S
=
1.4508
0
0 0.5492
=
1
2
1
1 0.5871 0.9541
X=
US=τ 2
0.5871
0.9541
2
F
X†
F
X=
2.4397 0.5158
0.5158
1.5387
四、求解得到新的密度矩阵
2.4397
F
=
0.5158
0.5158
1.5387
e1
2.6741, e 2
基组：STO-3G
STO
(He,1S
)
(
z
3 1
1
)2
ez1r
指定：z1＝z 2＝1
STO
(He,1S
)
(z
3 2
)
1 2
ez 2r
STO-3G:
STO
(z
,
rr
)
L
C
p
GTO p
(
p
,
rr
)
p 1
C1
(
21
)3
/
4
exp(1r
2
)
C2
(
2
2
)3/
4
exp(
2r
2
)
C3
(
2
3
)3/
4
exp(
1.3043
2.4397 0.5158
0.9291 0.6259
C
0.5158
1.5387
C
XC
0.1398
1.1115
pv
2
L i
Lec 00 概述
简单搭建的分子模型
从一些标准的结构或部分来搭建 键长和配位都是固定的 从一些分子的结构来可以得到很好的定性 模型 便于使用而且很容易实现 可以对分子的三维结构给出直观的认识 对于分子性质, 能量或反应性能却一无所知
不过这种方法作经常使用, 而且在结构化学的发展中曾起过重要的作用, 比如蛋白质的alpha螺旋模型, DNA的双螺旋模型等等。即使在现在, 如果 我们无法得到分子的气相结构或晶体结构, 它也是进行量子化学计算所需 要的初始结构。
学习分子模拟与计算化学的目的是为了解 决化学问题 1：集中讲授计算化学的理论体系。 2：确定研究课题，熟悉计算软件。 课程讨论与考核：
– 进行课程讨论占20分。 – 课程研究总结占40分。 – 理论考核占40分
参考资料
量子化学: 基本原理和从头计算法(上,中册), 徐光宪, 黎乐民 Quantum Chemistry, 第五版, I. Levine Molecular Modeling – Principles and Applications, A. R. Leach (Addison Wesley Longman) Computational Chemistry – Introduction to the theory and applications of molecular and quantum mechanics, E. Lewars (Kluwer) A Chemist’s Guide to Density Functional Theory, W. Koch and M. C. Holthausen (Wiley)
Gaussian03用户使用手册(中文) H. B. Schlegel的讲义(Computers in Chemistry Molecular Modeling), /~hbs/chm6440/
0 引言
• 1980 First issue of the Journal of Computational Chemistry
Early Books
• 1935 Linus Pauling and E. Bright Wilson, Introduction to Quantum Mechanics – with Applications to Chemistry • 1944 Eyring, Walter and Kimball, Quantum Chemistry • 1945 Heitler Elementary Wave Mechanics – with Applications to Quantum Chemistry • 1952 Coulson Valence
简介
• 理论化学：采用数学和物理的方法来描述和解决化学 问题，例如：过渡态理论、前线轨道理论、电子转移 理论等，侧重于发展理论基础与计算方法。 • 计算化学：采用理论化学发展的理论和方法来解决具 体的化学问题，侧重于实际应用。 • 理论化学与计算化学，二者之间就象理科与工科一样， 相辅相成。 • 只有极个别的化学体系可以进行精确计算，但大多数 的化学问题都可以并且已经采用近似的算法来表述。 • 对数学和物理的要求要高于化学中的其他学科。
例子3 Folding@home
• Folding at home, FAH, F@H • 研究蛋白质折叠，误折，聚合及由此引起的相关 疾病的分布式计算工程 • 在蛋白质实现它的生物功能之前，它们会把自己 装配起来，或者说是折叠；虽然蛋白质折叠对所 有的生物来说是最基本的和最明确的事实，但它 的折叠过程对人类而言仍然是个未解之谜。此外， 当蛋白质没有正确的折叠（误折）无疑会产生严 重的后果，包括许多知名的疾病，如阿兹海默症 (Alzheimer„s)，疯牛病(Mad Cow, BSE)，可传播 性海绵状脑病(CJD)，肌萎缩性脊髓侧索硬化症 (ALS)，帕金森氏症(Parkinson‟s)。
计算化学简介
计算化学基本概念分子模拟(Molecular Modeling)泛指用于模拟分子或分子体系性质的方法，定位于表述和处理基于三维结构的分子结构和性质。
Quantum Mechanics (QM) 量子力学Molecular Mechanics (MM) 分子力学Theoretical Chemistry 理论化学Computational Chemistry 计算化学Computer Chemistry 计算机化学Molecular Modeling 分子模拟量子化学简介量子化学的研究范围和内容9稳定和不稳定分子的结构、性能，及其结构与性能之间的关系9分子和分子之间的相互作用9分子和分子之间的相互碰撞和相互反应等问题计算与预测各种分子性质(如分子几何构型、偶极矩、分子内旋势能、NMR、振动频率与光谱强度)预测化学反应过程中的过渡态及中间体、研究反应机理理解分子间作用力及溶液、固体中的分子行为计算热力学性质(熵、Gibbs函数、热容等)量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。
在量子力学中，粒子的状态用波函数来描述，它是坐标和时间的复函数。
为了描述粒子状态变化的规律，就需要找出波函数所满足的运动方程。
这个方程是薛定谔在1926年首先提出的，被称为薛定谔方程。
求解薛定谔方程，即可从电子结构层面来阐明分子的能量、性质及分子间相互作用的本质。
Schrödinger 方程The ab initio Molecular Orbital TheoryThe Hartree-Fock EquationThe Self-Consistent Field TheoryLinear Combination of Atomic OrbitalsBasis Sets: Slater-Type Orbitals(STO) and Gaussian-Type Orbitals(GTO) 当我们决定由原子轨道线性组合成分子轨道时，就要考虑采取什么数学形式来表示原子轨道。
hit计算化学第一章-理论概述
分子 (材料) CAD
合成路线 CAD
计算化学的主要研 究内容
如何进行计算化学
计算方面
化学中 的问题
物理模型 数学模型
公式算法
试算分析 输出结果
调试
编程
如何进行计算化学
分子模拟
化学中 的问题
构建 分子模型
几何优化 构象分析
试算分析 输出结果
寻找过渡态 方法
能量优化 方法
能量优化方法
• • • • 单纯形法 最速下降法 共轭梯度法 Newton-Raphson
化学中的常用软件
图谱解析 核磁图谱： ChemNMR：ChemDraw Ultra版本的一个插件，可以用来 估算大多数有机物的1H、13C化学位移及用线图表示的相 应图谱 C13 Module for ChemWindow：ChemWindow的一个插件， 可以用来估算大多数有机物的13C化学位移 gNMR：则可用来估算任何NMR活性核的化学位移，并 能画出非常逼真的图谱/ Sparky ：二维核磁特别是对复杂2D NMR的解析
分子模型的适用范围
• 可以把分子结构, 性质和反应性能模型化 • 可以进行简单的定性解释, 也可以得到精 确的定量的结果 • 可以瞬间计算完成, 也可能花费超级计算 机几个月的时间 • 必须平衡计算成本和模型方法的精确度
简单搭建的分子模型
• 从一些标准的结构或部分来搭建 • 键长和配位都是固定的 • 从一些分子的结构来可以得到很好的定 性模型 • 便于使用而且很容易实现 • 可以对分子的三维结构给出直观的认识 • 对于分子性质, 能量或反应性能却一无所 知
凭什么相信计算
• 什么是计算所依据的“第一原理” • 无生命物质世界第一原理框架已经建立---量子 力学和统计力学（物理上） • 客观世界从物质构成而言就是仅仅由电子和原 子核组成的。正因为这种物质的统一性，无生 命物质的统一理论在物理上适用，在化学上也 如此。 • 自我批判是科学的生命力所在，第一原理在不 断发展中。
计算化学的应用
作者简介:程云峰(1980-),男,吉林人,广西大学化学化工学院在读硕士研究生联系人:龙翔云(1946-),男,湖南人,广西大学化学化工学院,教授,从事量化研究,E -mail:lwtjing@g 收稿日期:2006-11-15计算化学的应用程云峰,龙翔云,曹艳军(广西大学化学化工学院,广西南宁 530004)摘 要:随着计算化学方法不断完善和计算机技术迅猛发展,计算化学在化学研究中占有越来越重要的地位。
本文集中对实用性强、精度高的ab initio HF SCF,微扰M P 和密度泛函(DFT )等计算方法的特点和应用做了介绍。
关键词:量子化学;从头算;密度泛函理论中图分类号:O 6-04 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2007)04-0026-03随着化学理论的日臻成熟和计算机技术的发展,计算化学已被广泛用于分子结构、快速反应动力学和微观反应机理(分子反应动态学)等研究领域[1~3]。
它可以成功用于过渡态和反应途径;光、电、磁等性质;IR,NM R 和X 射线等光谱;晶体、催化和生物制药等[4~8]。
其方法和结果都显示出了其它研究手段无法比拟的优越性。
1 计算化学方法与应用在化学理论不断完善和计算机技术迅猛发展的同时,计算化学所计算的体系越来越大,计算的精度也越来越高,要获得好的理论结果就要有正确可靠的计算方法,针对不同的体系、不同的要求,选择合适的精度进行计算。
本文将集中对ab initio H F SCF,微扰MP 和密度泛函(DFT)这些实用性强、精度高的计算方法的特点和应用做一介绍,而其它更精确的方法由于需要庞大的计算资源,所能实现的研究体系很小,故不作详细论述。
111 Ab initio Hartree -Fock (HF)SCF 方法从头算法[9]在上个世纪70年代被逐渐开展,是求解多电子体系问题的量子理论全电子计算方法。
在/Born -Oppenheim er 近似、H artree(独立电子)近似和非相对论近似0基础上,不借助任何经验参数,通过求解HF 方程,进而得到各类体系的微观信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例2： C2H4分子 平面形分子
# HF/STO-3G OPT
C2H4 opt
01 C C 1 r1 H 1 r2 2 a1 H 1 r2 2 a1 3 180.0 H 2 r2 1 a1 3 0.0 H 2 r2 1 a1 4 0.0
r1=1.32 r2=1.09 a1=120.0
✓ 通过同一个变量控制C-H键长 ✓ 把二面角定义为180和0的常量
中所作分子轨道(HOMO)，电荷
密度和静电势空间分布图
Gaussian 程序的输入文件
% 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
Gaussian作业的格式
%chk=water.chk %rwf=water.rwf #p hf/6-31g scfcyc=250 scfcon=8
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
✓ 方法与基组后续课程专门介绍 ✓ Gaussian程序能完成的任务类型：
Sp Opt Freq Irc IrcMax Scan Polar
Title Section
➢ Title部分必须输入，但是程序并不执行，起标识和说明作用
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
Molecular Specification
分子说明部分主要用来定义分子核相对位置
来控制分子的平面构型
例3： CH3F分子 分子点群C3V
# HF/STO-3G OPT
CH3F C3v opt
01 C F 1 r1 H 1 r2 2 a1 H 1 r2 2 a1 3 b H 1 r2 2 a1 3 -b
r1=1.38 r2=1.09 a1=110.6
b=120.0
通过常量b来控制C3V对称性
MP2梯度 4 MW 6 MW 16 MW 38 MW
MP2振动分析 6 MW 10 MW 28 MW
j ≈60 MW
≈70 MW
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
Gaussian 程序中的部分关键词
Guess Guess=read Guess=mix Guess=alter
Guess
SCF
SCFCYC=n default=64 SCFCON=n SCFDM SCF=DM SCFQC SCF=QC direct (default)
opt
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
Gaussian03 程序界面
Preferences: 对Gaussian程序进行初 始化设置
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
SCF能量 4 MW 4 MW 9 MW 23 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
例4： NH3分子 分子点群C3V
# HF/STO-3G OPT
CH3F C3v opt
01 C F 1 r1 H 1 r2 2 a1 H 1 r2 2 a1 3 b H 1 r2 2 a1 3 -b
r1=1.38 r2=1.09 a1=110.6
b=120.0
例5： 呋喃分子 分子点群C2v
%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt
H2O2 energy calculation
01 H O 1 r1 O 2 r2 1 a1 H 3 r1 2 a1 1 d1
r1=0.9 a1=105.0 d1=120.0
变量部分
r2=1.4
常量部分
通过设定常量，可以使程序 只对分子结构进行部分优化
Water
01 O H 1 R1 H 1 R1 2 a1
R1=1.04 a1=104.0
% Section： 行首以%开始，段后无空行 Route Section：行首以#开始，段后加空行 title：作业的简要描述，段后加空行 Molecular Specification：
分子说明部分，段后通常加空行
01 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
内坐标表示
笛卡尔直角坐标表示
上述两个作业将对H2O2分子的结构进行完全优化，包括所有的键长键角和二面角。 通过将内坐标定义成变量，可以对分子结构进行部分优化
打开外部编辑器
编辑输出文件
Gaussian03 程序工具
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
➢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
Gaussian程序界面和输入文件的构造
Gaussian03 图形工具栏
批处理专用
开始作业 暂停当前作业 当前link后暂停 恢复当前作业 终止当前作业
终止当前作业和批处理 在当前作业完成后终止批处理 编辑或建立批处理
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，逗号和“/”连接； 例：#p hf/6-31g scfcyc=230 scfcon=8 #p,hf/6-31g,scfcyc=230,scfcon=8
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.chk文件 转换成.fch文件后，在Chem3D
单点能量计算（默认任务类型） 分子几何结构优化 振动分析 反应途径计算 在指定反应途径上找能量最大值 势能面扫描 极化率和超极化率计算
ADMP&BOMP Force Stable Volume
Density=CheckPoint
Guess=Only
ReArchive
动力学计算 计算核的受力 波函数稳定性测试 计算分子体积 仅计算布居分析 仅作分子轨道初猜 从.chk文件中提取存档
.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
%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt
H2O2 energy calculation
01 H O 1 r1 O 2 r2 1 a1 H 3 r1 2 a1 1 d1
r1=0.9 r2=1.4 a1=105.0 d1=120.0
通过对两个键长和键角使用同 一变量定义可以控制分子的对 称性
%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt
%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt
H2O2 energy calculation
H2O2 energy calculation
01 H O 1 0.9 O 2 1.4 1 105.0 H 3 0.9 2 105.0 1 120.0
➢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
例1：使用HF方法，优化 H2O2分子
Gaussian 程序的结构
Gaussian
L0 Overlay0 L001
L101 L102 Overlay1
L122
link0: 初始化程序，控制overlay