《Gaussian入門》PPT課件.ppt

Gaussian程序入門,Guassian程序功能,模型化學,模型化學的構(gòu)成,閉殼層和開殼層,閉殼層和開殼層,閉殼層和開殼層,閉殼層和開殼層,基組（BasisSet）,基組（BasisSet）,基組類型,基組類型,最小基組（MinimalBasisSet）,分裂價基組（SplitValenceBasisSet）,彌散函數(shù)（DiffuseFunction）,高角動量基組（HighAnglarMomentureBS）,有效核勢基組（EffectiveCorePotentialBS）,基組,半經(jīng)驗方法,半經(jīng)驗方法的局限性,Hartree-Fock理論的局限性,電子相關(guān)和后SCF方法,電子相關(guān)和后SCF方法,密度泛函理論（DFT）方法,不同理論方法的資源消耗,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overlaylink1:讀入并處理RouteSection，建立要執(zhí)行的link列表link9999:終止計算,Overlay99,L9999,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(shè)置方法：將Default.r1文件改成default.rou,Gaussian程序界面,Preferences:對Gaussian程序進行初始化設(shè)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,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,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,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,NewZmat工具界面,Gaussian程序工具,%Section設(shè)定作業(yè)運行的環(huán)境變量RouteSection設(shè)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,%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,%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=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：6000000W48MB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,RouteSection,RouteSection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(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)#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：,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(guān)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),Title部分必須輸入，但是程序并不執(zhí)行，起標識和說明作用,TitleSection,Charge&Multipl.,輸入分子的電荷和自旋多重度例：電荷多重度2s+1H2O01H3O+11NO02O202電荷多重度部分通常也算作分子說明,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,例1：使用HF方法，優(yōu)化H2O2分子,%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01HO10.9O21.41105.0H30.92105.01120.0,%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01H0.0000.0000.000O0.0000.9000.000O1.3501.2620.000H1.4641.742-0.752,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,%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(shè)定常量，可以使程序只對分子結(jié)構(gòu)進行部分優(yōu)化,例2：C2H4分子平面形分子,#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,單點能計算（SP）,單點能計算關(guān)鍵詞設(shè)置,輸入文件格式,輸出文件的信息,輸出文件的信息,分子軌道和軌道能級,分子軌道和電荷分布,HOMO和LUMO軌道,電荷分布,輸出文件的信息,核磁計算,甲烷的NMR化學位移：195.1196-199.0522-3.9ppm,上機練習,幾何構(gòu)型優(yōu)化（OPT）,勢能面（PES）,勢能面（PES）,將總能按泰勒級數(shù)展開,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：,勢能面（PES）,通過正則變換,可以找到一組坐標i(i=1,2,3N-6)使上述HessianMatrix對角化：,尋找極小點,幾何優(yōu)化默認的收斂標準：,OPT輸出文件,OPT輸入文件格式,尋找過渡態(tài),復雜體系的優(yōu)化,上機練習,頻率分析,頻率分析輸入文件,頻率分析輸出信息,頻率分析輸出信息,預測紅外和拉曼光譜,頻率分析輸出信息,頻率和零點能校正因子,頻率分析輸出信息,熱化學,頻率分析輸出信息,零點能和熱能,頻率分析輸出信息,極化率和超極化率,頻率分析輸出信息,表征駐點的性質(zhì),頻率分析輸出信息,表征駐點的性質(zhì),上機練習,反應途徑,反應途徑,精確的方法：IRC,反應途徑,用IRC方法研究