Gaussian基础课件

Gaussian输入文件
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计算资源控制信息
Gaussian09可以控制程序对系统资源的使用，一般主 要指定使用系统内存大小和使用CPU个数，在使用 Linda跨节点并行是还要指定使用哪几个节点。
1. 内存控制：
可以通过%mem控制程序最大占用内存数量，如 %mem=100MW
2. CPU控制：：对不同元素定义不同基组
1. 假设某分子有C、H、O、N、Ni和Fe六种元素 2. 拟对不同元素使用不同Gaussian09自带的基组。
a. 在Route部分输入Gen关键词 b. 如果使用了赝势基组，还需要添加pseudo=read 关键词或者将Gen关键词变成Genecp（等同于 Gen与pseudo=read的组合） c. 在结尾输入与如下部分类似的信息：
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Route部分
以#符号开始，指定计算中用到的关键词及其可选项， 可以写入计算使用的方法、基组、要分析的性质、计 算的算法等； 关键词的输入不分先后但不能重复，对一些常用的关 键词组合（如Opt和Freq），程序会自动先执行需要在 前面运行的计算。 关键词可以写在连续的数行中，Route部分以一个空行 结束。每个关键词需要用到的选项要成组的写入紧跟 在关键词后的圆括号中。
支持坐标格式：
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Gaussian的坐标体系
输入结构部分可以采用很多种形式； 但不论输入结构使用什么格式， Gaussian计 算中，程序会将其转化成指定的格式：
1. 2. 量子化学计算部分：冗余内坐标 分子力学计算部分：直角坐标
内坐标
A1 R1
R2
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0.0000 0.0000 -0.0000
0.0000 -0.7840 0.7840
-0.1108 0.4432 0.4432
$nbo bndidx $end
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• Gaussian09的计算资源控制是通过Link 0 命令段来实现的。其中包括对计算临时文 件的位置，名称及容量的控制和对程序使 用CPU、内存、硬盘总量控制两个方面， 下面分别予以介绍。
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额外的输入信息
当需要使用到Gaussian09程序未内置的基组时，我们只需 要将相应的基组名称替换成Gaussian09输入形式的基组内 容，同样以“****”结尾，同时将赝势的名称替换成 Gaussian09输入形式的赝势内容。此时在Route部分的输入 要求同上，即没有赝势基组时使用Gen关键词，有赝势基 组时添加Pseudo=Read关键词或者使用Genecp关键词。
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Route部分
Route部分的通用写法如下：
# Method/Basis Keyword1=(Option1,Option2) Keyword2=(Option1,Option2,…) …
关键词及其选项的书写语法采用下面四种的任 意一种都可以：
1. 2. 3. 4. keyword = option keyword(option) keyword=(option1, option2, …) keyword(option1, option2, …)
使用R1、R2、R3、A1、A2和二面 角1234可正确定义此四元环的结构。 但变量中缺少了对R4的定义，那么 在优化中就不会去考虑1-4的力常 数，可能导致优化到不合理结构， 比如1和4原子相互远离
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额外的输入信息
一些Route部分的关键词相配合的信息
1. 2. 3. 4. 5. 6. 与分子说明部分以一个空行相间隔 不同的原子/元素使用不同的基组; 输入自定义的基组/赝势; NBO计算控制语句; 溶剂模型参数; 其它必要的语句。
Gaussian计算相关文件
文件 输入文件 扩展名 .gjf, .com 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； 中间结构、分子轨道系数、力常数、 耦合簇方法的振幅项等信息 所有的信息包括其他文件不存储的 电子积分和微分信息等 使用GaussView显示分子轨道、静 电势等的表面图形的数据文件
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
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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
初始结构来源：
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分子说明部分

1. 2. 3. 4.
分子结构
迪卡尔坐标（直角坐标），其形式大家比较熟悉，前面 的输入文件示例中就采用的直角坐标； Z-矩阵（内坐标，含冗余内坐标）； 直角坐标和内坐标的混合形式； 从临时文件checkpoint文件中读取，在输入文件的Route 部分加上Geom=Check关键词。 #p HF/6-31G(d) Opt Freq Guess=Read Geom=Check
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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
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• 由于读写文件有时非常大，需要将分配给不同 位置/分区的空间一起利用起来，可以将读写文 件分割： %rwf=loc1,size1,loc2,size2… 其中，loc代表准备存放读写文件的绝对路 径，size代表分割在此处读写文件的最大尺寸。 如果不指定文件尺寸则表示不限制大小。
内坐标
• 每个原子的坐标都是相 对于其它原子的
O1 O2 H3 H4 B1 B2 A1 D1 O1 O1 O2 1.32 0.96 109.5 90.0 B1 B2 B2 O2 A1 O1 A1
H3
D1
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内坐标
O1 O2 H3 H4
O1 O1 O2
1.32 0.96 0.96
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临时文件.chk和.rwf
一般说来，Gaussian09需要指定的临时文 件主要有两种: 一种叫检查点文件[.chk]，指定方式： %chk=filename.chk 另一种叫读写文件[.rwf]，指定方式： %rwf=filename.rwf
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输出文件
.out .log
检查点文件 读写文件
.chk .fchk .rwf
其它临时文件 .inp .de2 .int .scr 临时存储的一些信息 Cube文件 .cub .cube
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Gaussian输入文件概述
Gaussian09的输入文件使用ASCII码形式 的文本文件，主要由五个部分组成：
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额外的输入信息
Title及分子说明部分 CH0 6-31G(d) **** ON0 6-31+G(d) **** Ni 0 LANL2DZ **** Fe 0 SDD **** Ni 0 LANL2DZ Fe 0 SDD 空1行 使用第一种基组的元素符号，元素符号间有空格，行末以“0”结尾 第一种基组的名称 第一种基组定义结束标记 使用第二种基组的元素符号，行末以“0”结尾 第二种基组名称 第二种基组定义结束标记 使用第三种基组的元素符号，行末以“0”结尾 第三种基组名称 第三种基组定义结束标记 使用第四种基组的元素符号，行末以“0”结尾 第四种基组名称 第四种基组定义结束标记-------------以上为基组定义部分 空1行--------------------------------------以下为定义赝势的部分 使用第一种赝势的元素符号，行末以“0”结尾 第一种赝势名称，赝势定义不用“****”做结束标记，与基组相区别。 使用第二种赝势的元素符号，行末以“0”结尾 第二种赝势名称 结尾空两行以上
系统默认使用1个CPU计算，可以通过%nprocsheared 控制程序使用CPU的个数，如%nprocsheared=4
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3. Linda并行
系统默认不使用linda并行运算，可以通过 %lindaworker指定需要使用的节点，如 %lindaworker=node1,node2:2, …。 其中node1、node2是/etc/hosts文件中定义的节点名。
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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”。