《Gaussian入門》課件

1、Gaussian入門,Gaussian程序入門,Gaussian入門,Guassian程序功能,Gaussian入門,模型化學(xué),Gaussian入門,模型化學(xué)的構(gòu)成,Gaussian入門,閉殼層和開(kāi)殼層,Gaussian入門,閉殼層和開(kāi)殼層,Gaussian入門,閉殼層和開(kāi)殼層,Gaussian入門,閉殼層和開(kāi)殼層,Gaussian入門,基組（Basis Set）,Gaussian入門,基組（Basis Set ）,Gaussian入門,基組類型,Gaussian入門,基組類型,Gaussian入門,最小基組（Minimal Basis Set）,Gaussian入門,分裂價(jià)基組（Split

2、Valence Basis Set）,Gaussian入門,彌散函數(shù)（Diffuse Function）,Gaussian入門,高角動(dòng)量基組（High Anglar Momenture BS）,Gaussian入門,有效核勢(shì)基組（Effective Core Potential BS）,Gaussian入門,基 組,Gaussian入門,半經(jīng)驗(yàn)方法,Gaussian入門,半經(jīng)驗(yàn)方法的局限性,Gaussian入門,Hartree-Fock理論的局限性,Gaussian入門,電子相關(guān)和后SCF方法,Gaussian入門,電子相關(guān)和后SCF方法,Gaussian入門,密度泛函理論（DFT）方法,Ga

3、ussian入門,不同理論方法的資源消耗,Gaussian入門,Gaussian,Overlay1,Overlay9,10,11,99,L101,L102,L122,Overlay0,L0,L001,Gaussian 程序的結(jié)構(gòu) link0: 初始化程序，控制overlay link1: 讀入并處理Route Section，建立要執(zhí)行的link列表 link9999: 終止計(jì)算,Overlay99,L9999,Gaussian入門,定制內(nèi)存和硬盤,-M- 2MW -#- MaxDisk=400MB Gaussian程序使用的內(nèi)存單位W 是雙精度字，相當(dāng)于8字節(jié) 2MW=16MB 設(shè)置方法：

4、將Default.r1文件改成default.rou,Gaussian入門,Gaussian 程序界面,Preferences: 對(duì)Gaussian程序進(jìn)行初始化設(shè)置,自定義外部文字編輯器，用來(lái)打開(kāi).out文件 link.exe所在的文件夾 臨時(shí)文件存放文件夾,Gaussian入門,Gaussian 圖形工具欄,開(kāi)始作業(yè) 暫停當(dāng)前作業(yè) 當(dāng)前l(fā)ink后暫停 終止當(dāng)前作業(yè)和批處理 恢復(fù)當(dāng)前作業(yè) 在當(dāng)前作業(yè)完成后終止批處理 終止當(dāng)前作業(yè) 編輯或建立批處理,批處理專用,打開(kāi)外部編輯器 編輯輸出文件,Gaussian入門,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(kāi) 將.fch文件還

5、原為.chk文件 從指定.chk文件中顯示作業(yè)的 route section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,Gaussian入門,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(shì)的空間 分布網(wǎng)格圖 從.chk文件中打印出頻率 和熱化學(xué)數(shù)據(jù),Gaussian 程序工具,Gaussian入門,NewZmat工具界面,Gaussian 程序工具,Gaussian入門,% Section

6、設(shè)定作業(yè)運(yùn)行的環(huán)境變量 Route Section 設(shè)定作業(yè)的控制項(xiàng) Title 作業(yè)題目 電荷與自旋多重度 Molecule Specification 分子說(shuō)明,Gaussian程序的輸入文件,Gaussian入門,%chk=water.chk % Section： 行首以%開(kāi)始，段后無(wú)空行 %rwf=water.rwf #p hf/6-31g scfcyc=250 scfcon=8 Route Section：行首以#開(kāi)始，段后加空行 Water title：作業(yè)的簡(jiǎn)要描述，段后加空行 0 1 Molecular Specification： O 分子說(shuō)明部分，段后通常加空行 H 1 R

7、1 H 1 R1 2 a1 R1=1.04 a1=104.0,Gaussian作業(yè)的格式,Gaussian入門,% Section(link 0),定義計(jì)算過(guò)程中的臨時(shí)文件 %chk=name.chk .chk文件在計(jì)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(shí)使用，當(dāng)計(jì)算量比較大時(shí)，.rwf文件通常會(huì)非常大，此時(shí)需要將 之分割保存 %int=, %d2e=name.d2e .int文件在計(jì)算過(guò)程中存儲(chǔ)雙電子積分, .d2e文件在計(jì)算過(guò)程中存儲(chǔ)雙電子積分的二階導(dǎo)數(shù) 內(nèi)存使用控制 %mem=n 控制運(yùn)行過(guò)程中使用內(nèi)存的

8、大小,可以以W或者M(jìn)B，GB為單位 default：6000000W48MB 綜合考慮到計(jì)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,Gaussian入門,Route Section,Route Section以# 開(kāi)始，# 控制作業(yè)的輸出 #N 正常輸出；默認(rèn) (沒(méi)有計(jì)算時(shí)間的信息) #P 輸出更多信息。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。 Route Section主要由方法，基組，任務(wù)類型三部分組成 方法與基組 Gaussian

9、程序能完成的任務(wù)類型：,Gaussian入門,Route Section采用自由格式，大小寫不敏感 同一行不同項(xiàng)之間可以使用空格，逗號(hào)和“/”連接； 例：#p hf/6-31g scfcyc=230 scfcon=8 #p,hf/6-31g,scfcyc=230,scfcon=8 關(guān)鍵詞可以通過(guò) keyword =option,keyword(option), keyword=(option1, option2, .)，keyword( option1, option2, .)指定 例：#p HF/STO-3G opt #p HF/STO-3G opt=(TS,readfc),Gaussian

10、入門,Title部分必須輸入，但是程序并不執(zhí)行，起標(biāo)識(shí)和說(shuō)明作用,Title Section,Charge & Multipl.,輸入分子的電荷和自旋多重度 例： 電荷 多重度2s+1 H2O 0 1 H3O+ 1 1 NO 0 2 O2 0 2 電荷多重度部分通常也算作分子說(shuō)明,Gaussian入門,Molecular Specification,分子說(shuō)明部分主要用來(lái)定義分子核相對(duì)位置 分子核相對(duì)位置可以用笛卡爾坐標(biāo)，內(nèi)坐標(biāo)(Z-matrix)，或者是二者混合 表示 笛卡爾坐標(biāo)是內(nèi)坐標(biāo)的一種特殊形式 分子坐標(biāo)的格式為: 元素符號(hào), x, y, z 元素符號(hào) (n) 原子1 鍵長(zhǎng) 原子2 鍵角

11、 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(guò)右手規(guī)則確定,Gaussian入門,例1：使用HF方法，優(yōu)化 H2O2分子,Gaussian入門,%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt H2O2 energy calculation 0 1 H O 1 0.9 O 2 1.4 1 105.0 H 3 0.9 2 105.0 1 120.0,%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt H2O2 energy calculation 0 1 H 0.000 0.0000.000 O

12、 0.000 0.9000.000 O 1.350 1.2620.000 H 1.464 1.742-0.752,內(nèi)坐標(biāo)表示 笛卡爾直角坐標(biāo)表示 上述兩個(gè)作業(yè)將對(duì)H2O2分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行完全優(yōu)化，包括所有的鍵長(zhǎng)鍵角和二面角。 通過(guò)將內(nèi)坐標(biāo)定義成變量，可以對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行部分優(yōu)化,Gaussian入門,%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt H2O2 energy calculation 0 1 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 通過(guò)對(duì)兩個(gè)鍵長(zhǎng)和鍵

13、角使用同一變量定義可以控制分子的對(duì)稱性,%chk=h2o2.chk %rwf=h2o2.rwf #p hf/6-31g opt H2O2 energy calculation 0 1 H O 1 r1 O 2 r2 1 a1 H 3 r1 2 a1 1 d1 r1=0.9 a1=105.0 變量部分 d1=120.0 r2=1.4 常量部分 通過(guò)設(shè)定常量，可以使程序 只對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行部分優(yōu)化,Gaussian入門,例2： C2H4分子 平面形分子,Gaussian入門,# HF/STO-3G OPT C2H4 opt 0 1 C C 1 r1 H 1 r2 2 a1 H 1 r2 2 a1 3

14、 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,通過(guò)同一個(gè)變量控制C-H鍵長(zhǎng) 把二面角定義為180和0的常量 來(lái)控制分子的平面構(gòu)型,Gaussian入門,單點(diǎn)能計(jì)算（SP）,Gaussian入門,單點(diǎn)能計(jì)算關(guān)鍵詞設(shè)置,Gaussian入門,輸入文件格式,Gaussian入門,輸出文件的信息,Gaussian入門,輸出文件的信息,Gaussian入門,分子軌道和軌道能級(jí),Gaussian入門,分子軌道和電荷分布,HOMO和LUMO軌道,電荷分布,Gaussian入門,輸出文件的信息,Gaussian入門,核磁

15、計(jì)算,甲烷的NMR化學(xué)位移： 195.1196-199.0522-3.9 ppm,Gaussian入門,上機(jī)練習(xí),Gaussian入門,幾何構(gòu)型優(yōu)化（OPT）,Gaussian入門,勢(shì)能面（PES）,Gaussian入門,勢(shì)能面（PES）,將總能按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi),Gaussian入門,勢(shì)能面（PES）,對(duì)于多原子分子體系，其能量對(duì)位置的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣可以表示為：,Gaussian入門,勢(shì)能面（PES）,通過(guò)正則變換,可以找到一組坐標(biāo)i (i=1, 2, , 3N-6)使上述Hessian Matrix對(duì)角化：,Gaussian入門,尋找極小點(diǎn),幾何優(yōu)化默認(rèn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)：,Gaussian入門,OP

16、T輸出文件,Gaussian入門,OPT輸入文件格式,Gaussian入門,尋找過(guò)渡態(tài),Gaussian入門,復(fù)雜體系的優(yōu)化,Gaussian入門,上機(jī)練習(xí),Gaussian入門,頻率分析,Gaussian入門,頻率分析輸入文件,Gaussian入門,頻率分析輸出信息,Gaussian入門,頻率分析輸出信息,預(yù)測(cè)紅外和拉曼光譜,Gaussian入門,頻率分析輸出信息,頻率和零點(diǎn)能校正因子,Gaussian入門,頻率分析輸出信息,熱化學(xué),Gaussian入門,頻率分析輸出信息,零點(diǎn)能和熱能,Gaussian入門,頻率分析輸出信息,極化率和超極化率,Gaussian入門,頻率分析輸出信息,表征駐點(diǎn)的性質(zhì),Gaussian入門,頻率分析輸出信息,表征駐點(diǎn)的性質(zhì),Gaussian入門,上機(jī)練習(xí),Gaussian入門,反應(yīng)途徑,Gaussian入門,反應(yīng)途徑,精確的方法：IRC,Gaussian入門,反應(yīng)途徑,用IRC方法研究反應(yīng)途徑的步驟:,Gaussian入門,反應(yīng)途徑,與甲醛有關(guān)反應(yīng)的途徑:,Gaussian入門,反應(yīng)途徑,第一個(gè)反應(yīng)：甲醛的解離