環(huán)境科學(xué)高級(jí)建模方法(第61節(jié))gaussian輸入

1、第6節(jié) Gaussian計(jì)算法講義1內(nèi) 容 提 要繪制構(gòu)型高斯計(jì)算數(shù)據(jù)查找Cp計(jì)算建模2高斯計(jì)算 采用Gaussian 98程序打開(kāi)高斯計(jì)算輸入文件129.txt,可得到高斯計(jì)算輸出文件129.out. 3Gaussian程序的作用和結(jié)構(gòu)1、得到分子的微觀結(jié)構(gòu)，成為實(shí)驗(yàn)的輔助工具。2、得到“實(shí)驗(yàn)不能測(cè)定的結(jié)構(gòu)參數(shù)和其它多種多樣的參數(shù)”，一定程度上完善了化學(xué)和物理等學(xué)科的各種方法。3、計(jì)算方法(水平)主要由“方法”和“基組”組成。4、打開(kāi)使用說(shuō)明書(shū)。 有關(guān)“理論”和“實(shí)驗(yàn)”的關(guān)系4高斯計(jì)算輸入文件的格式 %chk=di.chk - Link 0部分%nproc=3-限定多核計(jì)算 #n b3lyp

2、/6-311G* opt freq optcyc=100 scfcyc=100-計(jì)算執(zhí)行路徑部分 (空一行)title-標(biāo)題部分(說(shuō)明行) (空一行) 0 1-電荷與多重度(2S+1) 6 -3.409834 0.492019 0.00-（笛卡爾直角坐標(biāo)， 6 -3.262444 -0.903993 0.00 或Z-matrix的鍵長(zhǎng)、鍵角和二面角） 6 -2.006519 -1.510242 0.00 6 -0.885533 -0.678926 -0.005高斯計(jì)算輸入文件的格式 “#”描述Gaussian 輸入文件的執(zhí)行路徑部分需要以#符號(hào)開(kāi)頭，作為這一行的第一個(gè)非空格字符。這一行的其它部

3、分使用自由格式。對(duì)于大部分的計(jì)算工作，所有的信息都可位于這一行，但也可以超過(guò)一行（超過(guò)的行前的#符號(hào)可用也可不用）。執(zhí)行路徑部分必須以空行作為結(jié)束。如果在執(zhí)行路徑部分沒(méi)有出現(xiàn)關(guān)鍵字，則計(jì)算默認(rèn)為HF/STO-3G SP。可用的形式#N 正常打印級(jí)別；這是默認(rèn)的。#P 產(chǎn)生額外輸出。包括每一執(zhí)行模塊在開(kāi)始和結(jié)束時(shí)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的各種信息（包括執(zhí)行時(shí)間數(shù)據(jù)），以及SCF 計(jì)算的收斂信息。#T 精簡(jiǎn)輸出：只打印重要的信息和結(jié)果。6高斯計(jì)算輸入鏈接文件的格式 %chk=di.chk%nproc=3#n b3lyp/6-311G* opt freq (空一行)title (空一行) 0 1 6 0 -

4、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- (鏈接)%chk=di(同上一個(gè)文件)#n b3lyp/6-311G* geom(幾何)=check guess(猜測(cè))=read vol=(tight)di0 17Gaussian 03中使用的方法及適用范圍8Gaussian 03 計(jì)算方法分子力學(xué)方法(MM)：Gaussian 中有三種分子力學(xué)方法。它們用于ONIOM 計(jì)算，但也可以用作獨(dú)立的方法： Amber， DREIDING，UFF 。AM1, P

5、M3（等）：半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算。HF：進(jìn)行Hartree-Fock 計(jì)算。密度泛函(DFT)方法：提供相當(dāng)多的密度泛函理論(DFT)模型。一般還包括用戶可以自行組合的Hartree-Fock 和DFT的混合方法。CASSCF：指定進(jìn)行完全活性空間多組態(tài)SCF(MC-SCF)計(jì)算。MP2，MP3, MP4，MP4, MP5方法：這些方法關(guān)鍵字要求在Hartree-Fock 計(jì)算（單重態(tài)用RHF，高自旋態(tài)用UHF）之后接著進(jìn)行Mller-Plesset 相關(guān)能修正的計(jì)算60，在二次項(xiàng)截?cái)酁镸P2，在三次項(xiàng)截?cái)酁镸P3，在四次項(xiàng)截?cái)酁镸P4，在五次項(xiàng)截?cái)酁镸P5。解析梯度可用于MP2,MP3和MP4(SDQ

6、)，解析頻率可用于MP2。二級(jí)，三級(jí)，四級(jí)和五級(jí)Mller-Plesset 微擾理論計(jì)算相關(guān)能。QCISD：這個(gè)方法關(guān)鍵字進(jìn)行包括單、雙取代的二次CI 計(jì)算。CCD, CCSD：這個(gè)方法關(guān)鍵字進(jìn)行耦合簇計(jì)算，CCD計(jì)算使用Hartree-Fock 行列式的雙取代，CCSD使用單、雙取代。雙取代的耦合簇理論(CCD)，單雙取代耦合簇理論(CCSD)9 使用 AMBER，DREIDING38和UFF力場(chǎng)的分子力學(xué)計(jì)算。 使用 CNDO, INDO, MINDO/3, MNDO, AM1，和PM3模型哈密頓量的半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算。 使用閉殼層(RHF)，自旋非限制開(kāi)殼層(UHF)，自旋限制開(kāi)殼層 (ROHF

7、)Hartree-Fock 波函的自洽場(chǎng)(SCF)計(jì)算。 使用二級(jí)，三級(jí)61，四級(jí)62, 63和五級(jí)64Mller-Plesset 微擾理論計(jì)算相關(guān)能。MP2 計(jì)算可用直接和半直接方法，有效地使用可用的內(nèi)存和磁盤空間。 用組態(tài)相互作用(CI)計(jì)算相關(guān)能，即可使用全部雙激發(fā)(CID)，也可使用全部單激發(fā)和雙激發(fā)(CISD) 。 雙取代的耦合簇理論(CCD) ，單雙取代耦合簇理論(CCSD) ，單雙取代的二次組態(tài)相互作用(QCISD) , 和Brueckner 軌道雙取代耦合簇理論(BD) 。還可以計(jì)算非迭代的三取代（QCISD 和BD 還有四取代）的貢獻(xiàn)。 密度泛函理論(DFT) ，一般還包括用

8、戶可以自行組合的Hartree-Fock 和DFT的混合方法?？捎玫姆汉暾斜硪?jiàn)第三章。 自動(dòng)的高精度能量方法：G1 理論，G2 理論，G2(MP2)理論，G3 理論，G3(MP2) ，以及其它的變體；完全基組(CBS)方法: CBS-4,CSB-q, CBS-Q，CBS-Q/B3 ，和CBS-QCI/APNO，以及一般的CBS外推方法；Martin 的W1 方法（加上了微小的修改）。 一般的 MCSCF，包括完全活性空間SCF(CASSCF)，并可選擇包含MP2 相關(guān)能計(jì)算。算法的改善使得Gaussian 03 可處理14 個(gè)以內(nèi)的活性軌道。還支持RASSCF 變體。 廣義價(jià)鍵-完全電子對(duì)

9、(GVB-PP) SCF 方法。10Gaussian 03 關(guān)鍵詞SP：這個(gè)計(jì)算類型關(guān)鍵字指定進(jìn)行單點(diǎn)能量計(jì)算。Scan：這個(gè)計(jì)算類型關(guān)鍵字指示進(jìn)行分子勢(shì)能曲面(PES)掃描計(jì)算。Opt ：這個(gè)關(guān)鍵字進(jìn)行分子幾何優(yōu)化計(jì)算。計(jì)算過(guò)程中持續(xù)調(diào)整分子的幾何形狀，直到發(fā)現(xiàn)勢(shì)能曲面上的穩(wěn)定點(diǎn)為止。Freq：這個(gè)計(jì)算類型關(guān)鍵字用于計(jì)算力常數(shù)、振動(dòng)頻率及強(qiáng)度。SCRF：這一關(guān)鍵字指定在溶劑存在的環(huán)境下進(jìn)行計(jì)算。IRC：這個(gè)方法關(guān)鍵字要求進(jìn)行反應(yīng)路徑跟蹤計(jì)算。初始結(jié)構(gòu)(在分子說(shuō)明部分給出)是過(guò)渡態(tài)的結(jié)構(gòu)，反應(yīng)路徑可以是從該點(diǎn)的一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)方向。 PBC：這個(gè)關(guān)鍵字指定周期邊界條件任務(wù)的選項(xiàng)。11Gaussi

10、an 03 關(guān)鍵詞Force：這個(gè)計(jì)算類型關(guān)鍵字指示在原子核處進(jìn)行作用力（即能量梯度）的單一計(jì)算。同時(shí)也計(jì)算偶極矩。BOMD：這個(gè)關(guān)鍵字要求使用Born-Oppenheimer分子動(dòng)力學(xué)模型做經(jīng)典軌跡計(jì)算。ADMP：這個(gè)關(guān)鍵字指定經(jīng)典軌道軌跡計(jì)算，使用原子中心密度矩陣傳播的分子動(dòng)力學(xué)模型。這個(gè)方法與Born-Oppenheimer分子動(dòng)力學(xué)(參見(jiàn)BOMD關(guān)鍵字)的功能相似，但大大減少了計(jì)算量。Polar：這個(gè)方法關(guān)鍵字指示進(jìn)行偶極電場(chǎng)極化率的計(jì)算（如果可能的話也計(jì)算超極化率）。Stable：這一計(jì)算類型方法指定進(jìn)行Hartree-Fock 或DFT 波函的穩(wěn)定性測(cè)試計(jì)算。ONIOM：這個(gè)關(guān)鍵字

11、進(jìn)行兩層或三層的ONIOM 計(jì)算。在這個(gè)程序中，要研究的分子體系分成兩層或三層，分別用不同的化學(xué)模型處理。接下來(lái)的結(jié)果自動(dòng)組合到最終要預(yù)測(cè)的結(jié)果。12Gaussian 03 基組13Gaussian 03 基組14繪制構(gòu)型 采用chemoffice2004 中的chemdraw 程序繪制化合物分子的平面構(gòu)型，見(jiàn)圖1 。保存上述文件格式為*.cdx（系列化合物按異構(gòu)體取代位置命名，以1，2，9-PCPT為例）, 如129.cdx. 一、平面坐標(biāo)15繪制構(gòu)型 采用chemoffice2004 中的chem3D 程序打開(kāi)129.cdx文件，得到化合物分子的立體構(gòu)型，見(jiàn)圖2 。保存上述文件格式為*.gjc, 如129.gjc. 二.空間坐標(biāo)16繪制構(gòu)型 用記事本方式打開(kāi)文件129.gjc,得到化合物的空間坐標(biāo)，見(jiàn)圖