Gaussian入門的課件資料

Gaussian入門的課件資料第1頁/共92頁Guassian程序功能

第2頁/共92頁模型化學

第3頁/共92頁模型化學的構(gòu)成

第4頁/共92頁閉殼層和開殼層

第5頁/共92頁閉殼層和開殼層

第6頁/共92頁閉殼層和開殼層

第7頁/共92頁閉殼層和開殼層

第8頁/共92頁基組（BasisSet）

第9頁/共92頁基組（BasisSet<BS>）

第10頁/共92頁基組類型

第11頁/共92頁基組類型

第12頁/共92頁最小基組（MinimalBasisSet）

第13頁/共92頁分裂價基組（SplitValenceBasisSet）

第14頁/共92頁彌散函數(shù)（DiffuseFunction）

第15頁/共92頁高角動量基組（HighAnglarMomentureBS）

第16頁/共92頁有效核勢基組（EffectiveCorePotentialBS）

第17頁/共92頁

基組第18頁/共92頁半經(jīng)驗方法第19頁/共92頁半經(jīng)驗方法的局限性第20頁/共92頁Hartree-Fock理論的局限性第21頁/共92頁電子相關和后SCF方法第22頁/共92頁電子相關和后SCF方法第23頁/共92頁密度泛函理論（DFT）方法第24頁/共92頁不同理論方法的資源消耗第25頁/共92頁GaussianOverlay1Overlay9,10,11,99L101L102L122Overlay0L0L001Gaussian程序的結(jié)構(gòu)link0:初始化程序，控制overlaylink1:讀入并處理RouteSection，建立要執(zhí)行的link列表link9999:終止計算Overlay99L9999第26頁/共92頁定制內(nèi)存和硬盤-M-2MW-#-MaxDisk=400MBGaussian程序使用的內(nèi)存單位W是雙精度字，相當于8字節(jié)

2MW=16MB設置方法：將Default.r1文件改成default.rou第27頁/共92頁Gaussian

程序界面Preferences:對Gaussian程序進行初始化設置自定義外部文字編輯器，用來打開.out文件link.exe所在的文件夾臨時文件存放文件夾第28頁/共92頁Gaussian

圖形工具欄開始作業(yè)暫停當前作業(yè)

當前l(fā)ink后暫停終止當前作業(yè)和批處理

恢復當前作業(yè)在當前作業(yè)完成后終止批處理終止當前作業(yè)編輯或建立批處理

批處理專用打開外部編輯器編輯輸出文件第29頁/共92頁

將.chk文件轉(zhuǎn)換為.fch文件，這種文件可以使用圖形軟件打開

將.fch文件還原為.chk文件從指定.chk文件中顯示作業(yè)的

routesection和title

將.chk文件轉(zhuǎn)換成文本格式

將以前版本的Gaussian產(chǎn)生的

.chk文件轉(zhuǎn)換為G03的.chk文件

Gaussian

程序工具第30頁/共92頁

編輯批處理作業(yè)文件轉(zhuǎn)換不同格式的分子結(jié)構(gòu)文件讀取.fch文件中的數(shù)據(jù)并生成三維空間網(wǎng)格圖利用.chk文件中的分子軌道，生成電子密度和靜電勢的空間分布網(wǎng)格圖從.chk文件中打印出頻率和熱化學數(shù)據(jù)Gaussian

程序工具第31頁/共92頁NewZmat工具界面Gaussian

程序工具第32頁/共92頁%Section設定作業(yè)運行的環(huán)境變量RouteSection設定作業(yè)的控制項Title作業(yè)題目電荷與自旋多重度MoleculeSpecification分子說明Gaussian程序的輸入文件第33頁/共92頁%chk=water.chk%Section：行首以%開始，段后無空行%rwf=water.rwf#phf/6-31gscfcyc=250scfcon=8RouteSection：行首以#開始，段后加空行

Watertitle：作業(yè)的簡要描述，段后加空行

01MolecularSpecification：O分子說明部分，段后通常加空行H1R1H1R12a1R1=1.04a1=104.0

Gaussian作業(yè)的格式第34頁/共92頁%Section(link0)定義計算過程中的臨時文件%chk=name.chk.chk文件在計算中記錄分子幾何構(gòu)型，分子軌道，力常數(shù)矩陣等信息%rwf=name.rwf.rwf文件主要在作業(yè)重起時使用，當計算量比較大時，.rwf文件通常會非常大，此時需要將之分割保存%int=,%d2e=name.d2e

.int文件在計算過程中存儲雙電子積分,.d2e文件在計算過程中存儲雙電子積分的二階導數(shù)內(nèi)存使用控制%mem=n控制運行過程中使用內(nèi)存的大小,可以以W或者MB，GB為單位default：6000000W＝48MB綜合考慮到計算的需要和硬件水平，內(nèi)存并非給得越多越好，最有效率的方法是根據(jù)作業(yè)類型估算所需要內(nèi)存的大小第35頁/共92頁RouteSectionRouteSection以#開始，#控制作業(yè)的輸出#N正常輸出；默認(沒有計算時間的信息)#P輸出更多信息。包括每一執(zhí)行模塊在開始和結(jié)束時與計算機系統(tǒng)有關的各種信息(包括執(zhí)行時間數(shù)據(jù)，以及SCF計算的收斂信息)#T精簡輸出：只打印重要的信息和結(jié)果。RouteSection主要由方法，基組，任務類型三部分組成方法與基組Gaussian程序能完成的任務類型：Sp單點能量計算（默認任務類型）ADMP&BOMP動力學計算Opt分子幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化Force計算核的受力Freq振動分析Stable波函數(shù)穩(wěn)定性測試Irc反應途徑計算Volume計算分子體積IrcMax在指定反應途徑上找能量最大值Density=CheckPoint僅計算布居分析Scan勢能面掃描Guess=Only僅作分子軌道初猜Polar極化率和超極化率計算ReArchive從.chk文件中提取存檔第36頁/共92頁RouteSection采用自由格式，大小寫不敏感同一行不同項之間可以使用空格，逗號和“/”連接；例：#phf/6-31gscfcyc=230scfcon=8#p,hf/6-31g,scfcyc=230,scfcon=8

關鍵詞可以通過keyword=option,keyword(option),keyword=(option1,option2,...)，keyword(option1,option2,...)指定例：#pHF/STO-3Gopt#pHF/STO-3Gopt=(TS,readfc)第37頁/共92頁Title部分必須輸入，但是程序并不執(zhí)行，起標識和說明作用TitleSectionCharge&Multipl.輸入分子的電荷和自旋多重度例：電荷多重度2s+1H2O01H3O+11

·NO02O202電荷多重度部分通常也算作分子說明第38頁/共92頁MolecularSpecification

分子說明部分主要用來定義分子核相對位置分子核相對位置可以用笛卡爾坐標，內(nèi)坐標(Z-matrix)，或者是二者混合表示笛卡爾坐標是內(nèi)坐標的一種特殊形式分子坐標的格式為:

元素符號,x,y,z

元素符號(n)原子1鍵長原子2鍵角原子3二面角[格式代碼](0,180)

以原子在分子中的序數(shù)表示通過右手規(guī)則確定第39頁/共92頁例1：使用HF方法，優(yōu)化

H2O2分子第40頁/共92頁%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01HO10.9O21.41105.0H30.92105.01120.0%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01H0.0000.000 0.000O0.0000.900 0.000O1.3501.262 0.000H1.4641.742 -0.752

內(nèi)坐標表示笛卡爾直角坐標表示上述兩個作業(yè)將對H2O2分子的結(jié)構(gòu)進行完全優(yōu)化，包括所有的鍵長鍵角和二面角。通過將內(nèi)坐標定義成變量，可以對分子結(jié)構(gòu)進行部分優(yōu)化第41頁/共92頁%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01HO1r1O2r21a1H3r12a11d1r1=0.9r2=1.4a1=105.0d1=120.0

通過對兩個鍵長和鍵角使用同一變量定義可以控制分子的對稱性%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01HO1r1O2r21a1H3r12a11d1r1=0.9a1=105.0變量部分

d1=120.0r2=1.4

常量部分通過設定常量，可以使程序只對分子結(jié)構(gòu)進行部分優(yōu)化第42頁/共92頁例2：C2H4分子平面形分子第43頁/共92頁#HF/STO-3GOPTC2H4opt01CC1r1H1r22a1H1r22a13180.0H2r21a130.0H2r21a140.0r1=1.32r2=1.09a1=120.0通過同一個變量控制C-H鍵長把二面角定義為180和0的常量來控制分子的平面構(gòu)型

第44頁/共92頁單點能計算（SP）第45頁/共92頁單點能計算關鍵詞設置第46頁/共92頁輸入文件格式第47頁/共92頁輸出文件的信息第48頁/共92頁輸出文件的信息第49頁/共92頁分子軌道和軌道能級第50頁/共92頁分子軌道和電荷分布HOMO和LUMO軌道電荷分布第51頁/共92頁輸出文件的信息第52頁/共92頁核磁計算甲烷的NMR化學位移：195.1196-199.0522＝-3.9ppm第53頁/共92頁上機練習第54頁/共92頁幾何構(gòu)型優(yōu)化（OPT）第55頁/共92頁勢能面（PES）第56頁/共92頁勢能面（PES）將總能按泰勒級數(shù)展開第57頁/共92頁勢能面（PES）

對于多原子分子體系，其能量對位置的二階偏導數(shù)矩陣可以表示為：第58頁/共92頁勢能面（PES）

通過正則變換,可以找到一組坐標ξi(i=1,2,…,3N-6)使上述HessianMatrix對角化：第59頁/共92頁尋找極小點

幾何優(yōu)化默認的收斂標準：第60頁/共92頁OPT輸出文件第61頁/共92頁OPT輸入文件格式第62頁/共92頁尋找過渡態(tài)第63頁/共92頁復雜體系的優(yōu)化第64頁/共92頁上機練習第65頁/共92頁頻率分析第66頁/共92頁頻率分析輸入文件第67頁/共92頁頻率分析輸出信息第68頁/共