熱力學(xué)、動力學(xué)、計算化學(xué)軟件安裝總結(jié)

1、熱力學(xué)、動力學(xué)、計算化學(xué)軟件安裝總結(jié)i. 預(yù) 軟件安裝一、 Gaussian View5.0的安裝1. 找到壓縮文件解壓后出現(xiàn)；2. 點(diǎn)擊打開看到；3. 打開“SETUP.EXE”文件啟動安裝程序；出現(xiàn)下圖，依次點(diǎn)擊紅色選項；4. 填寫“serial”（打開左側(cè)文件復(fù)制粘貼即可），繼續(xù)“next”；5. 出現(xiàn)下圖選擇安裝路徑，繼續(xù)“next”；“next”；“next”；“intall”6. 點(diǎn)擊“intall”；7. 出現(xiàn)下圖，點(diǎn)擊“finish”完成安裝。二、 Gaussian 09w的安裝1. 找到對應(yīng)文件解壓看到；2. 打開文件看到；3. 點(diǎn)擊“setup.exe”啟動安裝程序；4.

2、點(diǎn)擊上圖“Next”下一步看到下圖；打開復(fù)制粘貼到“Serial”繼續(xù)“Next”；5. 選擇安裝路徑點(diǎn)擊“Next”如下圖；6. 點(diǎn)擊“Intall”安裝程序，出現(xiàn)下圖；7. 點(diǎn)擊“Next”完成安裝并選擇“Scratch”文件的存放位置如下圖（直接點(diǎn)擊確定即可）；三、 UltraEdit的安裝1. 找到對應(yīng)文件解壓后如圖；2. 打開后找到“.exe”文件點(diǎn)擊啟動安裝程序如下圖；3. 點(diǎn)擊“下一步”；4. 選擇“我同意許可協(xié)議中的條款” 繼續(xù)“下一步”；5. 選擇安裝路徑后點(diǎn)擊“下一步”如下圖；6. 點(diǎn)擊“安裝”完成安裝。7. 軟件注冊，點(diǎn)擊“注冊程序”；8. 找到文件打開任選一個填寫后點(diǎn)擊

3、“確定”；9. 彈出提示框點(diǎn)擊“確定”；10. 再次打開就會看到注冊成功提示框！四、 ChemOffice-2010的安裝1. 找到ChemOffice壓縮包，解壓后如圖；2. 首先點(diǎn)擊dotnetfx2.0.exe完成安裝；3. 完成安裝后點(diǎn)擊CambridgeSoft_ChemBioOffice_Ultra_2010.msi啟動安裝程序；4. 到此程序已安裝成功，現(xiàn)在打開找到注冊表應(yīng)用擴(kuò)展程序，復(fù)制；5. 打開ChemOffice-2010安裝的文件夾打開“Common”文件夾，打開“DLLs”文件夾，將剛才復(fù)制的文件粘貼，即安裝完成。 ii. 計算化學(xué)及軟件使用一 . 反應(yīng)動力學(xué)計算流程

4、1. 判斷一個反應(yīng)能否發(fā)生(熱力學(xué)范疇)1） 計算一個反應(yīng)中每種物質(zhì)的幾何構(gòu)形（鍵長、鍵角、頻率），并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行比較（誤差不超過5%時則認(rèn)為比較準(zhǔn)確）。2） 計算每種物質(zhì)的能量，看反應(yīng)的吉布斯自由能（G）的正負(fù)。2. 尋找反應(yīng)發(fā)生時的反應(yīng)機(jī)理(動力學(xué)范疇)1） 過渡態(tài)（TS）:化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。在這個過程中會牽扯到一個舊鍵將要斷裂，而一個新鍵將要形成時的一個狀態(tài)，這個狀態(tài)叫做過渡態(tài)（TS）。2） 通過內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)（IRC）聯(lián)系反應(yīng)物或者生成物。（reverce連接到生成物，forward連接到反應(yīng)物）。3. 反應(yīng)速率常數(shù)（動力學(xué)范疇） 4. 計算單位轉(zhuǎn)化1 Å

5、;=0.1 nm=10-10 m 1 HF=2625.51 KJmol-1 = 627.51Kcalmol-1 1Kcal=4.184013KJHartree-Fock方程又簡稱為HF方程是一個應(yīng)用變分法計算多電子體系波函數(shù)的方程,是量子化學(xué)中最重要的方程之一,基于分子軌道理論的所有量子化學(xué)計算方法都是以HF方程為基礎(chǔ)的,鑒于分子軌道理論在現(xiàn)代量子化學(xué)中的廣泛應(yīng)用,HF方程可以被稱作現(xiàn)代量子化學(xué)的基石.方程的形式為：f(1)a(1) = aa(1) 其中f(1)為Fock算子,a(1)為體系的分子軌道,a是分子軌道a(1)的軌道能.二 . GaussianView5.0的使用1. “File”

6、菜單欄中的使用1）.“New” “Creat Molecule Group”建立一個新定的文件。2）.“Open”打開已有的輸入或輸出文件。3）.“recent file”記錄最近的文件輸出和輸入路徑。4）.“save”保存文件，格式為“.gjf”或“.com”。5）.“Preference”單擊出現(xiàn)對話框?！癈olors”中第一行設(shè)置背景顏色；“Element colrs”查看或改變元素周期表中每個元素的代表顏色或改變顏色。2. “Edit”菜單欄中的使用1）.“updo”撤銷操作。2）.“cut”剪切。3）.“copy”復(fù)制。4）.“paste”粘貼。5）.“atom list”出現(xiàn)如圖一

7、，圖二的示例?！癟ag”為原子的序號，“Symbol”為元素符號。如:第四行Tag=4,NA=1,NB=2,NC=3;“第幾行即表示tag下的豎著第幾個元素”（1）.Tag=4,NA=1,即第四行的元素與第一行的元素形成的鍵長=1.1171462（Bond鍵長）（2）.Tag=4.NA=1，NB=2。即第四行元素與第一行和第二行元素所形成的鍵角=110.7248351（Angle鍵角）。（3）.Tag=4.NA=1，NB=2，NC=3。即表示第四行元素與第一行，第二行和第三行元素所形成的二面角=119.9945406（Dihedral）。3. “view”菜單欄的使用1）.“Add view”

8、增加一個文件。2）.“Buider”構(gòu)造一個分子，單擊“”后分別點(diǎn)擊分子中的兩個原子即可得到兩個原子間的鍵長；單擊“”給原子加氫原子；單擊“”給原子減去氫原子。單擊“”會出現(xiàn)元素周期表，而后構(gòu)造分子；單擊“”出現(xiàn)C鏈等；單擊“”出現(xiàn)官能團(tuán)；單擊“”出現(xiàn)氨基酸。單擊“”標(biāo)后點(diǎn)擊分子上的三個原子即可出現(xiàn)其形成的鍵角大小。三、 在Gaussian 09w中計算優(yōu)化加頻率下面的表列出了Gaussian 09中可以使用的任務(wù)類型：關(guān)鍵詞任務(wù)類型SPOptFreqIRCIRCMaxScanPolarADMP和BOMDForceStableVolumeDensity=Checkpoint Guess=Onl

9、yGuess=Only單點(diǎn)能幾何優(yōu)化頻率與熱化學(xué)分析反應(yīng)路徑跟蹤沿著指定的反應(yīng)路徑尋找能量最大值勢能面掃描極化率和超極化率直接動力學(xué)軌跡計算計算核的受力測試波函穩(wěn)定性計算分子體積只重新計算布居分析只打印初始猜測；產(chǎn)生基于片斷的初始猜測1. 快捷鍵：Shift+Alt(分子平面內(nèi)移動) Ctrl+Alt(分子平面內(nèi)轉(zhuǎn)動) Alt（分子垂直平面轉(zhuǎn)動）作用：調(diào)節(jié)分子間距離，方向。2. 計算流程：（H2O為例）構(gòu)建好水分子模型 進(jìn)入Calculate界面Job Type(選擇“opt+freq”) Method（如圖所示更改相關(guān)欄目）title（鍵入文件名，如：h2o-pot-freq）link0(去

10、掉“full path選項”) general（去掉“write connectivity項目”）點(diǎn)擊Edit(編輯)圖標(biāo)后保存（Save）到D盤指定文件夾exercise中，保存過程如選擇write catesiabs項目則結(jié)果為x,y,z坐標(biāo)格式，如不選則為鍵長，鍵角，二面角結(jié)果格式。結(jié)果處理：結(jié)果如上圖所示：需對其做相關(guān)內(nèi)容的補(bǔ)充，補(bǔ)充后如下圖：注意事項：結(jié)果中標(biāo)題前后需空兩行，默認(rèn)已空出兩行，只需檢查即可。保存好上述結(jié)果文件，進(jìn)入Gaussian 09w軟件進(jìn)行計算，計算流程如下：在“File”中“open”打開上述文件，如圖示，點(diǎn)擊圖示右側(cè)“”符，如出現(xiàn)下圖所示界面，則說明前面構(gòu)建模

11、型準(zhǔn)確無誤。下一步點(diǎn)擊“OK”符既可進(jìn)入計算頁面。3. 如圖點(diǎn)擊”Begin Processing”即開始計算,結(jié)果保存至D盤G09w文件夾(也可根據(jù)需求存入其他文件夾)。結(jié)果如圖示：再次進(jìn)入Gaussview軟件，打開上述文件，即可看到優(yōu)化好的H2O分子構(gòu)型。點(diǎn)擊“Result”“Summary”,即可看到相關(guān)總結(jié)。4. 采集數(shù)據(jù)：應(yīng)用窗口快捷方式，點(diǎn)擊后再點(diǎn)擊相關(guān)原子，既可看到相關(guān)鍵長，鍵角，二面角等數(shù)據(jù)。將采集數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，數(shù)據(jù)庫網(wǎng)址： 四、 Gaussian 運(yùn)算中的錯誤及解決方法1. 2070錯誤 最基本的解釋就是：你的系統(tǒng)在安裝了g

12、09之后，運(yùn)行時對內(nèi)存調(diào)用出錯。1.1解決方法（1）.更換穩(wěn)定版本的系統(tǒng)， 采用完整的正版系統(tǒng)。 （2）對于一個新手，你不必管什么是2070錯誤。是什么錯誤應(yīng)該看最后終止在哪一步，例如L1就是命令行里有錯誤，L301通常是自選多重度錯誤等。2. 不收斂錯誤(520錯誤) 不收斂錯誤可分為scf不收斂和幾何構(gòu)型不收斂兩種情況。2.1 scf不收斂 是自洽場疊代不收斂，可以認(rèn)為是對指定結(jié)構(gòu)的波函數(shù)不斷優(yōu)化的過程，是為了找到這個某個指定結(jié)構(gòu)下能量最低的波函數(shù)。2.1.1 scf不收斂解決方法 （1）可以加大scf的循環(huán)次數(shù)，默認(rèn)的循環(huán)次數(shù)是128次，通過scf=(maxcycle=n)來設(shè)置最大循環(huán)

13、次數(shù)n。建議不要超過512，更多的循換沒有必要。 （2）如果加大循環(huán)次數(shù)不管用，在分子有對稱性的情況下，使用scf=dsymm關(guān)鍵詞來強(qiáng)制密度對稱，有時可以收斂，或者使用scf=symm關(guān)鍵詞，有時也可以收斂。 （3）如果(2)步都不行，可以將對稱的分子中的某幾個原子的位置微調(diào)，使分子喪失對稱性。 （4）如果還不行，只能拿出殺手锏了，就是使用qc，但不建議直接使用，而是使用xqc關(guān)鍵詞，比如scf=(maxcycle=80,xqc)，意思是如果scf正常計算(dc)在80個循環(huán)之內(nèi)不收斂才進(jìn)行昂貴的qc計算。 （5）中級用戶可以在輸入文件的井號“#”開頭那一行井號后面加上字母"p&q

14、uot;來輸出更多的信息，其中就有自洽場疊代的信息，分析原因可能會對采用什么方法提供指導(dǎo)。 （6）如果用用小基組計算，scf可以收斂，那么保存好檢查點(diǎn)文件，換成大基組的時候從檢查點(diǎn)文件中讀取初始猜測(使用guess=read關(guān)鍵詞)，有時可以算過去。 （7）上述方法有時可以組合使用，如果經(jīng)過各種組合處理都不收斂，那么放棄吧，你的分子的電子結(jié)構(gòu)太差了。 2.2幾何構(gòu)型不收斂 是對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化的過程，是為了找到某個指定的組分下能量極小結(jié)構(gòu)。 2.2.1幾何構(gòu)型不收斂解決方法 （1）如果是很小的分子（10原子以內(nèi)），初始結(jié)構(gòu)可能離平衡結(jié)構(gòu)比較遠(yuǎn)，又在輸出文件優(yōu)化的最后一步判斷是否收斂的位置（可以通過查

15、找Threshold字段找到，它下面有四個判斷項，都是YES才代表優(yōu)化收斂）看到了“- Number of steps exceeded, NStep=xxx”，可以通過加大優(yōu)化的循環(huán)次數(shù)來解決問題。 （2）優(yōu)化到如果四個收斂標(biāo)準(zhǔn)中前兩項早就收斂了，而后兩項尤其是第三項不收斂，這需要判斷原因。如果每一步優(yōu)化過程中的能量始終在下降，那么可以繼續(xù)讓他算，超過了最大步數(shù)停掉了的話把結(jié)構(gòu)拿出來，重新提交就行了。如果能量忽大忽小出現(xiàn)跳躍，說明遇到了比較平坦的勢能面，或者優(yōu)化的算法不好。此時建議按如下順序處理： a. 使用opt=maxstep=n來縮小最大步長，即原子移動的距離，n的默認(rèn)值是30，只能設(shè)

16、置整數(shù)。 b. 使用關(guān)鍵詞opt=gdiis，很多時候可以很快收斂。 c. 使用opt=calcfc關(guān)鍵詞，在幾何優(yōu)化的第一步計算力常數(shù)，為優(yōu)化定一個大方向，類似在第一個三岔路口選一條路。d. #P 產(chǎn)生額外輸出。包括每一執(zhí)行模塊在開始和結(jié)束時與計算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的各種信息（包括執(zhí)行時間數(shù)據(jù)），以及SCF計算的收斂信息。 e.使用opt=calcall關(guān)鍵詞，在幾何優(yōu)化計算的每一步都計算力常數(shù)，類似于在每一個三岔路口都來選一條路。這個關(guān)鍵詞不到萬不得已不要使用，非常耗時。 (3) 四個判斷標(biāo)準(zhǔn)的后兩項早就收斂了，但前兩項似乎固定在某個數(shù)值上了。遇到這種情況，首先去檢查你優(yōu)化第一步的時候給出的每個軌

17、道得本征值部分，也就是軌道的能量，如果HOMO和LUMO的能量相同或者非常接近，那么你的設(shè)置有問題，即自旋多重度不對。如果HOMO-LUMO能量沒問題，那么將目前的計算停掉，提出結(jié)構(gòu)，使用opt=gdiis關(guān)鍵詞，很多時候管用。 (4) 如果幾何優(yōu)化過程中發(fā)現(xiàn)鍵變得異常短，而且此時幾何優(yōu)化總是不收斂。遇到這種情況，問題出在你的基組使用，肯定是使用了贗勢基組卻沒有讀入贗勢。由于贗勢基組將內(nèi)層電子和原子核用一個有效核心勢來表示，你沒有讀入贗勢就說明沒有讀入這個有效核心勢，那么相當(dāng)于把原子的內(nèi)層電子都給除掉了，巨大的核引力把原子之間的距離變得異常短也不足為奇。 五、 收斂判據(jù)六、 過渡態(tài)的尋找1.

18、過渡態(tài)理論transition state theory TST化學(xué)反應(yīng)過程中，分子內(nèi)和分子間原子核的相對位置發(fā)生變化，直至生成穩(wěn)定的產(chǎn)物，其間反應(yīng)體系中隨原子相對位置的變化勢能先升高后降低，反應(yīng)路徑上勢能最高點(diǎn)時的原子排布的中間構(gòu)型稱為過渡態(tài)。過渡態(tài)理論認(rèn)為：(1)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生一定存在一個過渡態(tài)，且只能單方向地變?yōu)楫a(chǎn)物；(2)假設(shè)過渡態(tài)與反應(yīng)物之間可按化學(xué)平衡處理；(3)過渡態(tài)的能量分布符合統(tǒng)計分布律。根據(jù)以上假設(shè)，并認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)速率即過渡態(tài)解體的速率，并按統(tǒng)計力學(xué)或仿化學(xué)熱力學(xué)方法計算反應(yīng)速率常數(shù)，并可從求得的活化焓、活化熵分析判斷過渡態(tài)的能量或結(jié)構(gòu)。因為過渡態(tài)又稱活化絡(luò)合物，故該理論又稱

19、活化絡(luò)合物理論(activated complex theory)。由于根據(jù)該理論推導(dǎo)得到的反應(yīng)速率常數(shù)計算式中均為分子光譜所得的參數(shù)，如振動頻率、轉(zhuǎn)動慣量、離解能等，意即無需進(jìn)行化學(xué)動力學(xué)實(shí)驗，全憑分子參數(shù)即可計算反應(yīng)速率，故又稱絕對反應(yīng)速率理論(absolute reaction rate theory)。過渡態(tài)產(chǎn)物后中間體前中間體反應(yīng)物（1）化學(xué)反應(yīng)的原理：舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成（2）過渡態(tài)就是指反應(yīng)中舊化學(xué)鍵即將斷裂和新鍵即將形成的時候。（3）圖中的所有能量都是相對的，參考零點(diǎn)是反應(yīng)物。（4）前中間體相對于反應(yīng)物的能量叫穩(wěn)定化能，中間體比反應(yīng)物低，能量為正，中間體比反應(yīng)物高，能

20、量為負(fù)。（5）過渡態(tài)相對于前中間體的能量叫做表觀活化能，過渡態(tài)相對于前中間體叫能壘。如果沒有前中間體，過渡態(tài)相對于反應(yīng)物即是表觀活化能又是能壘。（6）(EBC-EBC)/EBC*100%>50%后產(chǎn)物過渡態(tài)，反應(yīng)吸熱(EBC-EBC)/EBC*100%<50%前反應(yīng)物過渡態(tài)，反應(yīng)放熱2. 概念反應(yīng)物體系轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物體系過程中,經(jīng)過的能量最高狀態(tài)稱為過渡態(tài)(或稱活化絡(luò)合物)。過渡態(tài)鍵的狀況是:舊鍵未完全斷裂,新鍵未完全形成。過渡態(tài)是不穩(wěn)定的,不能分離出來。過渡態(tài)和反應(yīng)物的能量差(E)稱為活化能。不同的反應(yīng)體系有不同的活化能,活化能愈大反應(yīng)愈困難。過渡態(tài)（英文：Transition st

21、ate）（即TS）是基元反應(yīng)反應(yīng)坐標(biāo)中能量最高的一點(diǎn)所對應(yīng)的分子構(gòu)型。處于過渡態(tài)的分子也稱為活化絡(luò)合物。理論上，活化絡(luò)合物是極不穩(wěn)定的，它向反應(yīng)物和產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的概率相等；（1）絕對的不可逆反應(yīng)中，在過渡態(tài)這一時刻，所有的碰撞分子都會轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。（2）根據(jù)量子力學(xué)理論，活化絡(luò)合物布居為零，過渡態(tài)是能量最高的一點(diǎn)，任何擾動都會導(dǎo)致它的改變，故無法分離出來，也是無法觀測到的。過渡態(tài)這一概念，對于理解有機(jī)反應(yīng)機(jī)理具有很重要的作用。過渡態(tài)理論認(rèn)為，化學(xué)反應(yīng)不是通過反應(yīng)物分子的簡單碰撞就可以完成的，而是在反應(yīng)物到生成物的過程中，經(jīng)過了一個高能量的過渡態(tài)。這與爬山類似，山的最高點(diǎn)便是過渡態(tài)。過渡態(tài)是一種不穩(wěn)定

22、的反應(yīng)物原子組合體，不可逆反應(yīng)中，它可以很快地分解為產(chǎn)物。通常反應(yīng)中間體的能量與過渡態(tài)相差不大，兩者很難區(qū)分。借助于飛秒紅外光譜，目前已經(jīng)可以觀測到接近過渡態(tài)時的分子構(gòu)型結(jié)構(gòu)。確定方法的可行性：通過鍵長，鍵角，二面角，頻率與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)對比，誤差小于5%，則成立尋找過渡態(tài)影響程度大?。烘I長>鍵角>二面角強(qiáng)制彌散：scf=qc#p opt=(ts,calcall,maxcycle=300,noeigen) hf/3-21giop(2/16=1,3/15=1,9/6=500) 3. 過渡態(tài)尋找的步驟（1）.構(gòu)建并優(yōu)化反應(yīng)物，產(chǎn)物（分別優(yōu)化），獲取鍵長，鍵角，二面角等

23、有用信息；（2）.根據(jù)所獲取得信息在GaussView重新建立模型；（3）. 用Gaussian進(jìn)行計算，獲得過渡態(tài)；（4）. 若尋找過渡態(tài)失敗，則重新調(diào)整構(gòu)型，計算，直至結(jié)束！4. 過渡態(tài)的計算Gaussian 計算過渡態(tài)是一個相對復(fù)雜的過程，其計算性的工作也是一個相對難解決的問題，針對不同的體系和研究對象，有不同的方法和途徑。Gaussian計算過渡態(tài)的大體原則如下：（1）.計算之前，一定要多查閱文獻(xiàn)，看看是否有類似的計算和過渡態(tài)的構(gòu)型構(gòu)象等等，這對猜測過渡態(tài)結(jié)構(gòu)很是有用的。文獻(xiàn)之外，應(yīng)對反應(yīng)的類型、途徑盡可能考慮周全，對各種過渡態(tài)的空間結(jié)構(gòu)有較深的了解。（2）.對體系不熟悉時，盡量用QS

24、T3方法去做，即要輸入反應(yīng)物、構(gòu)想的過渡態(tài)、產(chǎn)物進(jìn)行計算，而非直接用TS或QST2方法。（3）.鑒于計算的復(fù)雜性，首次計算建議采用HF方法，基組為3-21g即可，意思是先采用小基組小方法，這對計算來說很有必要，否則多半會因大方法和基組一棍子打死。（4）.計算出現(xiàn)錯誤是很正常的，處理的方法是：A、修改結(jié)構(gòu)（一般修改的幅度為反應(yīng)部位±0.1-0.2A）B、增加循環(huán)次數(shù)（此針對Link9999錯誤），方法是OPT（Maxcycle=500）SCF(maxcycle=3000) C、減小步長（IOP的1/8適當(dāng)降低，這有利于震蕩收斂的情形）D、將計算結(jié)果（XYZ坐標(biāo)重新輸入作為計算初始值）.

25、總之，用HF方法必須找到過渡態(tài)，即有且只一個虛頻，否則，下面的敘述將失去其價值。（5）. 用HF計算出來的結(jié)果是欠佳的，因為HF方法未考慮到電子的相關(guān)效應(yīng)，也是得不到承認(rèn)的（馮浩語），因而我們應(yīng)當(dāng)用更為高級一些的方法去計算，比如DFT、CCSD(T)等等。然而經(jīng)過HF計算的磨難之后，接著的問題會更加麻煩，原因是計算出錯用上述方法做處理有時很難奏效，于是乎我想到了一下解決途徑：A將HF方法計算的坐標(biāo)重新做輸入卡，并再次用QST3方法，使用的方法和基組為：b3lyp/6-311+g(d,p) 直接進(jìn)行計算，也可以用先用b3lyp/6-31g 計算，之后用b3lyp/6-311+g(d,p)接著計算

26、，我可以肯定的說，后者先優(yōu)化的時間并不是很長，雖然步驟是麻煩些，但有時確實(shí)能夠解決前者無法計算的過渡態(tài)。B、除此之外，我想說幾句，計算對機(jī)器的要求很高，平均而言，用QST3計算過渡態(tài)很費(fèi)時間，我是計算17-21個原子，計算時間在1Day and 10 hours to 3 Days and 11hours .對一般的電腦而言，配置不是很差。C、如果方法A中仍不奏效，不妨直接將HF計算結(jié)果放在TS中做計算，這樣或許有可能，原因是你的反應(yīng)物和產(chǎn)物編寫的結(jié)構(gòu)不是很好，其對反應(yīng)的指導(dǎo)意義也大大降低甚至有負(fù)作用。當(dāng)然，如果QST3計算時老是犯同樣的錯誤，用原則4中的方法均已失靈，那么就直接用TS計算。D

27、、要經(jīng)常查看計算的結(jié)果和預(yù)期設(shè)想的是否差別很大，不要悶著頭搞計算，這也是所謂的，既要埋頭拉車，又要抬頭看路！E、如果上述方法再次連連無效，收效情況目前看來還算可以：HF方法計算的過渡態(tài)通過IRC（反應(yīng)路徑分析），計算兩個方向的反應(yīng)情況，找出與反應(yīng)位置極為相似之處的反應(yīng)物，找出其對應(yīng)的坐標(biāo)，之后找出與產(chǎn)物極其相似的結(jié)構(gòu)，如此將找到反應(yīng)物、過渡態(tài)、產(chǎn)物的HF方法下的結(jié)構(gòu)，納入QST3計算，因為這些結(jié)構(gòu)要比起初我們自己繪制的好得多！（6）.最后牽涉到用IRC計算來驗證過渡態(tài)，尋找其他的過渡態(tài)，來分析反應(yīng)的路徑，來處理反應(yīng)的Gibbs自由能和反應(yīng)的焓變，進(jìn)一步分析反應(yīng)的熱力學(xué)和動力學(xué)。5. 優(yōu)化過渡態(tài)

28、的關(guān)鍵詞a) # B3LYP/6-31G* opt=(ts,calcfc) iop(1/11=1)b) # B3LYP/6-31G* opt=(ts,calcfc,noeingentest) * a,b 實(shí)際上相同， 計算力常數(shù)c) # B3LYP/6-31G* opt=(ts,calchffc） iop(1/11=1) * 計算HF力常數(shù)， 用MP2或CI方法尋找過渡態(tài)時， 用這個比較好，節(jié)省很多時間。d) # B3LYP/6-31G* opt=(ts,readfc） iop(1/11=1) * 當(dāng)之前有做freq的check提供力常數(shù)時。實(shí)際上也可以用在ts優(yōu)化中斷后重接，此時的力常數(shù)是上

29、一步優(yōu)化后估算的。e) # UB3LYP/6-31G* opt=(ts,modredundant) iop(1/11=1) * 無需力常數(shù)的計算，不過需要分子描述后指定modredundantf) # UB3LYP/6-31G* opt=qst2 *無需iop(1/11)選項，需要給出反應(yīng)物和產(chǎn)物構(gòu)型， 并要求構(gòu)型間原子標(biāo)號一致。g) # UB3LYP/6-31G* opt=qst3 *無需iop(1/11)選項，需要給出反應(yīng)物,產(chǎn)物,過渡態(tài)構(gòu)型，并要求構(gòu)型間原子標(biāo)號一致。opt=qst2和opt=qst3也可以和 modredundant 結(jié)合使用注意的問題：（1）.一般過渡態(tài)都涉及到鍵的斷

30、裂與生成，因此即使是自旋多重度為1的體系，也應(yīng)該用非限制性的理論方法來做。經(jīng)?？吹接腥擞胷b3lyp之類的找過渡態(tài)，實(shí)際上是不對的，雖然有時得到的過渡態(tài)結(jié)構(gòu)也算合理。設(shè)想一個鍵的均裂反應(yīng)，原來成對的兩個電子在反應(yīng)過程中是要分別屬于兩個自由基的，不會占據(jù)同一個空間軌道了。（2）.在做SQT2時，一般都不會直接輸入反應(yīng)物和產(chǎn)物的坐標(biāo)，而是會相應(yīng)作些調(diào)整，比如將active bond伸長15%20%左右，這樣做有利于加快計算速度，還有，transition state對基組和理論的選取非常敏感，要謹(jǐn)慎。6. 過渡態(tài)命令及其解釋%mem=100MW%nprocshared=2#p opt=(ts,ma

31、xcycle=200,noeigen,internal) freq=numericalb3lyp/6-311+g(2df,2p) guess=nosymm iop(2/16=1,3/15=1,9/6=200“%mem”所需運(yùn)存大小“%nproc”進(jìn)存數(shù)“#”Gaussian 輸入文件的執(zhí)行路徑部分需要以#符號開頭，作為這一行的第一個非空格字符。這一行的其它部分使用自由格式。對于大部分的計算工作，所有的信息都可位于這一行，但也可以超過一行（超過的行前的#符號可用也可不用）。執(zhí)行路徑部分必須以空行作為結(jié)果。“#p” 產(chǎn)生額外輸出。包括每一執(zhí)行模塊在開始和結(jié)束時與計算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的各種信息，（包括執(zhí)行

32、時間數(shù)據(jù)），以及SCF 計算的收斂信息。“opt”優(yōu)化“ts”過渡態(tài)“maxcycle”最大循環(huán)次數(shù)“freq”頻率“b3lyp/6-311”算法“+”彌散“*”極化“g(2df,2p)”軌道“guss” 控制Hartree-Fock 波函的初始軌道猜測。Guess 不加選項是沒有意義的?！癷op(2/16=1,3/15=1,9/6=200” 初始結(jié)構(gòu)(在分子說明部分給出)是過渡態(tài)的結(jié)構(gòu)，反應(yīng)路徑可以是從該點(diǎn)的一個或全部兩個方向。當(dāng)相位的最大分量為正時，默認(rèn)為向前的方向，是過渡矢量指定的方向；它可以直接用Phase 選項定。定義過渡矢量的相位，沿著過渡矢量正向，也就是指定的內(nèi)坐標(biāo)增加的方向運(yùn)動

33、，需要四個原子序號指定。如果只給出兩個原子序號，坐標(biāo)為兩個原子間的鍵伸展；三個原子序號指定彎曲的角度；四個原子指定二面角。七、 集群計算1. 連接到集群a.打開SSH軟件如圖b.點(diǎn)擊“Quick Connect”即可看到登錄對話框，輸入完成后點(diǎn)擊“Connect”c.在下圖輸入密碼點(diǎn)擊“OK”即可登錄成功！2. 利用集群進(jìn)行計算首先要找到一個輸入文件，且要改“.gjf”格式為“.com”在此處要注意編譯，編譯有兩種方式：一是直接a.雙擊打開編譯，二在vi xxx(文件)下進(jìn)行編譯。b. 輸入cd xxx(文件夾名)回車。c. 在輸入ls（不是數(shù)字1）回車即可出現(xiàn)此文件夾下的文件。d. 此時可輸

34、入vi xxx(文件)進(jìn)行編譯。vi命令下，鍵入“i“進(jìn)入修改狀態(tài)；“ESC”退出修改狀態(tài)；鍵入“：wq”保存并退出修改狀態(tài)e. 輸入g09 -q a -t 72000:00:00 i xxx(文件名)回車，此時即可進(jìn)入計算。（注意加空格）f. 輸入“qstat”即可進(jìn)行任務(wù)查看。g. 計算完成時，輸出文件為“l(fā)og”型（同文件名共有4個不同的文件類型，分別為 .chk；.com；.log；.o ）。h. 把輸出文件（.log）拉入GaussView即可進(jìn)行查看得到我們所需要的數(shù)據(jù)。（3）.常用集群命令【注意加空格！】ssh zzz進(jìn)入zzz服務(wù)器exit離開當(dāng)前服務(wù)器mkdir建立文件夾rm

35、dir刪除空文件夾rm -fr刪除非空文件夾ls列出本文件夾下的所有文件和子文件夾vi xxx.xxx建立新文件xxx.xxxtop打開任務(wù)管理器rm xxx.xxx刪除文件xxx.xxxnohup g03 xxx.log &運(yùn)行高斯文件進(jìn)行計算cd xxxx進(jìn)入xxxx子文件夾cd .返回上層文件夾formchk xxx.chk xxx.fchk用xxx.chk生成xxx.fchkscp xxx.xxx nod:/aaa/bbb/xxx.xxx將xxx.xxx這個文件復(fù)制到nod下的/aaa/bbb/文件夾下scp -r xxx nod:/aaa/bbb將xxx這個文件夾復(fù)制到nod

36、下的/aaa/bbb/文件夾下date查看系統(tǒng)時間和系統(tǒng)日期date -s 15:12:07把系統(tǒng)時間改為15:12:07passwd 賬戶名賬戶改密碼八、 尋找中間體1. 方法概述在體系過渡態(tài)找到之后，將輸出文件作為輸入文件重新編寫計算程序，工作類型（Job Type）為IRC,分別走一遍Forward和Reverse路徑，得到輸出文件后用GaussView打開，可分別看到過渡態(tài)中舊鍵與新鍵的斷裂和生成動畫圖，對第101步的狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化既可得到體系的前后中間體。（若無中間體另作討論）2. 步驟a.打開過渡態(tài)文件，進(jìn)行原子編號，找明生成鍵和斷裂鍵，將相應(yīng)原子序號做以調(diào)整，使之能描述斷鍵與成鍵情

37、況。（原子標(biāo)記過程不再贅述，更改默認(rèn)原子序號可在原子列表（Atom List）中手動更改。）b. 構(gòu)建輸入文件：工作類型（Job Type）：IRC，分別再選Forward和Reverse進(jìn)行計算。具體計算方法（不同精度的方法）可據(jù)硬件條件進(jìn)行選擇。其余各選項與以前要求相同。也可根據(jù)如下命令行進(jìn)行編輯：IRCR命令：%mem=100MW%nproc=2#p ub3lyp/6-311+g(2df,2p)（此處計算方法根據(jù)條件選擇） irc=(reverse,calcfc,stepsize=2（可選擇.5.10，但如選擇1需在后加tight）,maxpoint=100)IRCF命令%

38、mem=100MW%nproc=2#pub3lyp/6-311+g(2df,2p) irc=(forward,calcfc,stepsize=2,maxpoint=100)無誤后即可進(jìn)行計算。c. 中間體優(yōu)化打開正常計算完畢后的輸出文件，以第101步的狀態(tài)作為輸入文件進(jìn)行優(yōu)化，即可得到中間體。Forward輸出文件即為后中間體，Reverse輸出文件即為前中間體。d. IRC路徑能量采集及線形圖制作分別用UE軟件打開Forward和Reverse計算完畢后的輸出文件，如圖：可輸入關(guān)鍵詞（Summary of reaction path following）進(jìn)行快捷查詢根據(jù)需要采集相應(yīng)能量，鍵長

39、，鍵角等數(shù)據(jù)。采集后可先放在Excel表格中，然后導(dǎo)入OriginPro8軟件中，修改X 或Y坐標(biāo)，選中所需列即可完成相應(yīng)坐標(biāo)系的建立，得到相應(yīng)坐標(biāo)系。（UE中具體介紹操作方法）九、 幾何構(gòu)型、能量采集和勢能面1. 準(zhǔn)備工作a.首先把你的體系中的反應(yīng)物、產(chǎn)物進(jìn)行優(yōu)化，主要命令行為%mem=100MW%nproc=2#p opt=(maxcycle=200,noeigen,internal) freq=numericalb3lyp/6-311+g(2df,2p) guess=nosymm iop(2/16=1,3/15=1,9/6=200)（當(dāng)然你也可選擇其他方法例如：HF）b.然后找過渡態(tài)命令

40、行為#p opt=(ts,maxcycle=200,noeigen,internal) freq=numericalb3lyp/6-311+g(2df,2p) guess=nosymm iop(2/16=1,3/15=1,9/6=200)c.接下來找中間體命令行為#p opt=(maxcycle=200,noeigen,internal) freq=numericalb3lyp/6-311+g(2df,2p) guess=nosymm iop(2/16=1,3/15=1,9/6=200)d.至此準(zhǔn)備工作已經(jīng)做完。2. 幾何構(gòu)型的畫法（1）.在chemcraft中打開你優(yōu)化好的物種（此處只舉一例

41、，其他相同）如圖：（2）.單擊H使之變?yōu)榘咨?，并單擊圖中所示給原子編號。（3）.至于“去除”在你截圖后用SnagIt中的橡皮擦去除。如圖：（去除原則：實(shí)際不存在的鍵。）（4）.復(fù)制后在chemBiodraw中粘貼如圖（5）.接下來就是標(biāo)出主要鍵長、鍵角。此處將詳細(xì)總結(jié)。如下：a.首先將你的圖縮放到一個合適的大小。（一般一行放四個為宜）b.接下來在GaussView中打開你的這個文件查看鍵長、鍵角。c.在ChemBiodraw中點(diǎn)擊，再在窗口中雙擊就可出現(xiàn)輸入你查看的鍵長、鍵角（鍵角需點(diǎn)擊箭頭符號），放到合適的大小，然后在點(diǎn)擊把你的鍵長、鍵角放到合適的位置即可。如圖：（6）.當(dāng)然反應(yīng)物和產(chǎn)物還要

42、標(biāo)出標(biāo)準(zhǔn)值，此處另舉一圖。如下：（7）.實(shí)驗值和標(biāo)準(zhǔn)值是有誤差的，如果誤差太大就說明你的模型失敗，誤差范圍為5%（誤差=）。（8）.最后保存或者復(fù)制到其他要應(yīng)用的文件中即可。至此幾何圖形已做成。（9）.按一次步奏分別弄出反應(yīng)物前后中間體，過渡態(tài)，產(chǎn)物。3. 能量采集（1）.首先需在Excel中構(gòu)建如圖表格（2）.接下來就是采集能量了，按照表格中的項目一一采集。此處舉一例，如下：（3）.接下來就是處理相關(guān)數(shù)據(jù)如下：H=E+Enthalpy, G=E+Enthalpy（4）.我們要的就是（E+ZPE）這個值來做勢能圖。我所采集的表如下：(注意采出的數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)后要保留6位小數(shù)，要注意單位，參考前面單位換算)4. 體系勢能面的畫法流程（1）.首先我們必須建立一個坐標(biāo)軸（2）.在