Gaussian計算軟件的使用綜述課件

Gaussian計算軟件的使用Gaussian計算軟件的使用1Gaussian功能介紹Gaussian是一個功能強大的量子化學(xué)綜合軟件包。其可執(zhí)行程序可在不同型號的大型計算機，超級計算機，工作站和個人計算機上運行，并相應(yīng)有不同的版本。高斯功能：分子能量和結(jié)構(gòu)過渡態(tài)能量和結(jié)構(gòu)鍵和反應(yīng)能量分子軌道多重矩原子電荷和電勢振動頻率紅外和拉曼光譜核磁性質(zhì)極化率和超極化率熱力學(xué)性質(zhì)反應(yīng)路徑可執(zhí)行各類不同精度和理論檔次的MO計算，包括Hartree-Fock水平從頭算（HF）、Post-HF從頭算（各級CI和MP）、MC-SCF法、密度泛函理論（DFT），以及多種半經(jīng)驗量子化學(xué)方法，進行分子和化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)的理論預(yù)測。Gaussian功能介紹Gaussian是一個功能強大的量子2Gaussian的啟動Gaussian的啟動3Gaussian計算軟件的使用綜述課件4工作環(huán)境初始化設(shè)置G98W安裝后的首次啟動時需進行工作環(huán)境初始化設(shè)置，規(guī)定主程序、檢查點文件、輸入輸出文件等默認子目錄和路徑。其內(nèi)容記錄在G98W根目錄下的初始化文件g98w.ini上。用戶可以在啟動G98W前用Notepad對該文件直接編輯修改，也可點擊“File”下拉菜單中的“Preference”選項在程序界面上進行設(shè)定。下面介紹后一種初始化方式。在主窗口上打開下拉菜單File工作環(huán)境初始化設(shè)置G98W安裝后的首次啟動時需進行工作環(huán)境5點擊“Preference”選項后將跳出如圖所示的“GaussianPreference”對話框，圖中給出了填寫的實例。點擊“Preference”選項后將跳出如圖所示的“Gaus6Gaussian計算軟件的使用綜述課件7輸入文件

Link0Commands＊RouteSection＊Blankline＊TitleSection＊Blankline＊MoleculeSpecification＊BlanklineVariablesSection

Blankline

AdditionalSections命令行：定義中間文件名和資源限制關(guān)鍵詞行：指定工作類型、模型化學(xué)和選項＊空行＊說明行：計算的簡要描述＊空行＊給出計算體系的幾何結(jié)構(gòu)(包括電荷,多重度)＊空行指定分子幾何機構(gòu)中的變量值

空行

進行其他計算輸入文件Link0Commands命令行：定義8Gaussian計算軟件的使用綜述課件9Gaussian計算軟件的使用綜述課件10在G98W下拉菜單中點擊“File-New”，屏幕上跳出如下圖所示的輸入文件編輯對話框?？騼?nèi)工具條上各按鈕的功能為在G98W下拉菜單中點擊“File-New”，屏幕上跳出如11運行作業(yè)將所有鍵入內(nèi)容核對無誤后點擊鈕，屏幕上跳出如圖所示的“Enteroutputfilename”窗口，要求用戶確認或更改輸出文件名：運行作業(yè)將所有鍵入內(nèi)容核對無誤后點擊鈕，屏幕上跳出如圖所示的12程序默認的輸出文件與輸入文件同名（后綴改為out）。為便于查閱對照，一般不應(yīng)將其更改而直接點擊“保存”鈕。此時，對話框消隱，作業(yè)立即啟動。主窗口顯示如圖所示：程序默認的輸出文件與輸入文件同名（后綴改為out）。為便于查13作業(yè)正常結(jié)束后G98W主窗口的形貌如圖所示：作業(yè)正常結(jié)束后G98W主窗口的形貌如圖所示：14用外部文本編輯器打開輸出文件，閱讀、分析和編輯計算結(jié)果用外部文本編輯器打開輸出文件，閱讀、分析和編輯計算結(jié)果15Gaussian計算軟件的使用綜述課件16Gaussian計算軟件的使用綜述課件17Gaussian計算軟件的使用綜述課件18Gaussian計算軟件的使用綜述課件19Gaussian計算軟件的使用綜述課件20性質(zhì)計算-單點能性質(zhì)計算-單點能21Gaussian計算軟件的使用綜述課件22Gaussian計算軟件的使用綜述課件23Gaussian計算軟件的使用綜述課件24Gaussian計算軟件的使用綜述課件25Gaussian計算軟件的使用綜述課件26Gaussian計算軟件的使用綜述課件27Gaussian計算軟件的使用綜述課件28Gaussian計算軟件的使用綜述課件29性質(zhì)計算-幾何優(yōu)化勢能面性質(zhì)計算-幾何優(yōu)化勢能面30尋找極小值尋找極小值31Gaussian計算軟件的使用綜述課件32尋找過渡態(tài)尋找過渡態(tài)33難處理的優(yōu)化難處理的優(yōu)化34練習(xí)練習(xí)35Gaussian計算軟件的使用綜述課件36Gaussian計算軟件的使用綜述課件37Gaussian計算軟件的使用綜述課件38Gaussian計算軟件的使用綜述課件39Gaussian計算軟件的使用綜述課件40Gaussian計算軟件的使用綜述課件41Gaussian計算軟件的使用綜述課件42優(yōu)化時常用的關(guān)鍵詞%chk=td-fang-2-2#PB3LYP/6-31G*POPT(tight,maxcycle=200,restart)SCF(direct,maxcycle=200)GFINPUTIOP(6/7=3)TEST

tdat12.2601…..優(yōu)化時常用的關(guān)鍵詞%chk=td-fang-2-243頻率或者NMR計算#PB3LYP/6-31G*FREQGFINPUTIOP(6/7=3)TEST#PB3LYP/6-31G*NMRGFINPUTIOP(6/7=3)TEST頻率或者NMR計算#PB3LYP/6-31G*FREQ44GEN基組和PSEUDO#pB3LYP/GENPSEUDO=READGFinputPOPTTEST

au-au(PMe3)205-06-2003

01au0.00.00.0p0.00.01.9

auxx31.380000pxx42.440000cp51.950000P06-31+g(d)****Au0CEP-121G****

Au0CEP-121GGEN基組和PSEUDO#pB3LYP/GENPSEUD45CIS光譜計算CIS單點#PCIS(singlets,Nstates=30,root=1)/6-31G*TEST或者#PHF/6-31G*CIS(singlets,Nstates=30,root=1)TESTCIS優(yōu)化#PCIS(singlets,Nstates=30,root=1)/6-31G*POPTFREQTESTCIS光譜計算CIS單點46CIS相關(guān)關(guān)鍵詞Singlets只算單重態(tài) Triplets 只算三重態(tài)50-50 單重和三重態(tài)各占一半Root=N研究CIS計算的第幾個激發(fā)態(tài)Direct加快計算速度，減小硬盤使用空間Restart 從Chk文件中重新開始CIS計算Read 從Chk文件中讀CIS分析激發(fā)態(tài)電荷情況用Density=current或者Density=CIS CIS相關(guān)關(guān)鍵詞Singlets只算單重態(tài) 47接CIS優(yōu)化#CIS(restart)/3-21g*guess=readgeom=checkPOPTTEST或者#CIS/3-21g*POPT=restartTEST接CIS優(yōu)化#CIS(restart)/3-21g*gu48TD光譜計算#PB3LYP/6-31G*TD(singlets,Nstates=30,root=1)TEST如果中間斷電可以用下面來接，#PB3lyp/3-21g*TD=restartguess=readgeom=checkTESTTD光譜計算#PB3LYP/6-31G*TD(sing49TD相關(guān)關(guān)鍵詞Singlets只算單重態(tài) Triplets 只算三重態(tài)50-50 單重和三重態(tài)各占一半Root=N研究TD計算的第幾個激發(fā)態(tài)Direct加快計算速度，減小硬盤使用空間Read 從Chk文件中讀TD（G03有，好像G98A11.2也有）SOSDosum-overstatespolarizabilities,etc.TD相關(guān)關(guān)鍵詞Singlets只算單重態(tài) 50Gaussian中NBO計算#B3LYP/6-31G(d,p)Pop=(NBO,NPA,NBORead)ExampleofNBObondorders01C0.0000000.6656760.000000H0.9192781.2377390.000000H-0.9192391.2377870.000000C0.000000-0.6656760.000000H-0.919278-1.2377390.000000H0.919239-1.2377870.000000$nbobndidxfile…$endGaussian中NBO計算#B3LYP/6-31G(d,51消除自旋污染SCFDone:E(UHF)=-111.945340085A.U.after19cyclesConvg=0.3946D-08-V/T=2.0071

S**2=2.0318S**2=如果沒有自旋污染，它會等于s(s+1)，這里s等于1/2的未成對電子數(shù)倍在Gaussian中，選項“iop(5/14=2)”告訴程序用湮滅后的波函數(shù)產(chǎn)生布局數(shù)分析,來降低自旋污染。消除自旋污染SCFDone:E(UHF)=-1152Gaussian中的不收斂問題的解決1)由于體系有很多能量相近的能級，導(dǎo)致計算不收斂。如果計算中采用的是Hartree-Fock方法或者其他的混合形式的交換相關(guān)勢（如B3LYP）,則可以嘗試一下的方法進行改進。2)采用更小的基組由于一定的基組對應(yīng)于一定精度和速度，所以更換基組并不在所有的情況下都適用。3）Levelshifting如果不收斂的原因是波函數(shù)的震蕩行為，通常是因為在相近的能量上的泰的混合。對于這種情況，我們可以采用levelshifting的方法。Levelshifting的含義是人工的升高非占據(jù)軌道的能級，以防止和最高占據(jù)軌道之間的混合，以達到收斂的目的。在Gaussian中此方法的關(guān)鍵詞為SCF=Vshift４）放寬收斂標準在Gaussian中設(shè)置收斂標準的命令行是Conv=7for10-7,對優(yōu)化有用Gaussian中的不收斂問題的解決1)由于體系有很多能量相53Gaussian中的不收斂問題的解決4）嘗試改變初始構(gòu)型此方法相當(dāng)于改變解非線性方程時改變初始值。5）在SCF中用QC選項在Gaussian中用SCF(QC)的關(guān)鍵字。此關(guān)鍵字將大大增加計算時間，但是收斂的機會更大。6）改變模型或方法可以考慮改變模型方法。比較常見的方法有HF,GVB,MCSCF,CASSCF,MPn等。改變模型方法通常也會收斂性質(zhì)。通常，精度更高的方法更難收斂。精度比較低的方法產(chǎn)生的計算結(jié)果可以作為高精度計算的初始猜測。7）增加最大循環(huán)步數(shù)Gaussian默認的最大循環(huán)步數(shù)為64(SCF=DM或SCF=QC方法則為512)，Gaussian中的不收斂問題的解決4）嘗試改變初始構(gòu)型此方54Gaussian計算軟件的使用Gaussian計算軟件的使用55Gaussian功能介紹Gaussian是一個功能強大的量子化學(xué)綜合軟件包。其可執(zhí)行程序可在不同型號的大型計算機，超級計算機，工作站和個人計算機上運行，并相應(yīng)有不同的版本。高斯功能：分子能量和結(jié)構(gòu)過渡態(tài)能量和結(jié)構(gòu)鍵和反應(yīng)能量分子軌道多重矩原子電荷和電勢振動頻率紅外和拉曼光譜核磁性質(zhì)極化率和超極化率熱力學(xué)性質(zhì)反應(yīng)路徑可執(zhí)行各類不同精度和理論檔次的MO計算，包括Hartree-Fock水平從頭算（HF）、Post-HF從頭算（各級CI和MP）、MC-SCF法、密度泛函理論（DFT），以及多種半經(jīng)驗量子化學(xué)方法，進行分子和化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)的理論預(yù)測。Gaussian功能介紹Gaussian是一個功能強大的量子56Gaussian的啟動Gaussian的啟動57Gaussian計算軟件的使用綜述課件58工作環(huán)境初始化設(shè)置G98W安裝后的首次啟動時需進行工作環(huán)境初始化設(shè)置，規(guī)定主程序、檢查點文件、輸入輸出文件等默認子目錄和路徑。其內(nèi)容記錄在G98W根目錄下的初始化文件g98w.ini上。用戶可以在啟動G98W前用Notepad對該文件直接編輯修改，也可點擊“File”下拉菜單中的“Preference”選項在程序界面上進行設(shè)定。下面介紹后一種初始化方式。在主窗口上打開下拉菜單File工作環(huán)境初始化設(shè)置G98W安裝后的首次啟動時需進行工作環(huán)境59點擊“Preference”選項后將跳出如圖所示的“GaussianPreference”對話框，圖中給出了填寫的實例。點擊“Preference”選項后將跳出如圖所示的“Gaus60Gaussian計算軟件的使用綜述課件61輸入文件

Link0Commands＊RouteSection＊Blankline＊TitleSection＊Blankline＊MoleculeSpecification＊BlanklineVariablesSection

Blankline

AdditionalSections命令行：定義中間文件名和資源限制關(guān)鍵詞行：指定工作類型、模型化學(xué)和選項＊空行＊說明行：計算的簡要描述＊空行＊給出計算體系的幾何結(jié)構(gòu)(包括電荷,多重度)＊空行指定分子幾何機構(gòu)中的變量值

空行

進行其他計算輸入文件Link0Commands命令行：定義62Gaussian計算軟件的使用綜述課件63Gaussian計算軟件的使用綜述課件64在G98W下拉菜單中點擊“File-New”，屏幕上跳出如下圖所示的輸入文件編輯對話框?？騼?nèi)工具條上各按鈕的功能為在G98W下拉菜單中點擊“File-New”，屏幕上跳出如65運行作業(yè)將所有鍵入內(nèi)容核對無誤后點擊鈕，屏幕上跳出如圖所示的“Enteroutputfilename”窗口，要求用戶確認或更改輸出文件名：運行作業(yè)將所有鍵入內(nèi)容核對無誤后點擊鈕，屏幕上跳出如圖所示的66程序默認的輸出文件與輸入文件同名（后綴改為out）。為便于查閱對照，一般不應(yīng)將其更改而直接點擊“保存”鈕。此時，對話框消隱，作業(yè)立即啟動。主窗口顯示如圖所示：程序默認的輸出文件與輸入文件同名（后綴改為out）。為便于查67作業(yè)正常結(jié)束后G98W主窗口的形貌如圖所示：作業(yè)正常結(jié)束后G98W主窗口的形貌如圖所示：68用外部文本編輯器打開輸出文件，閱讀、分析和編輯計算結(jié)果用外部文本編輯器打開輸出文件，閱讀、分析和編輯計算結(jié)果69Gaussian計算軟件的使用綜述課件70Gaussian計算軟件的使用綜述課件71Gaussian計算軟件的使用綜述課件72Gaussian計算軟件的使用綜述課件73Gaussian計算軟件的使用綜述課件74性質(zhì)計算-單點能性質(zhì)計算-單點能75Gaussian計算軟件的使用綜述課件76Gaussian計算軟件的使用綜述課件77Gaussian計算軟件的使用綜述課件78Gaussian計算軟件的使用綜述課件79Gaussian計算軟件的使用綜述課件80Gaussian計算軟件的使用綜述課件81Gaussian計算軟件的使用綜述課件82Gaussian計算軟件的使用綜述課件83性質(zhì)計算-幾何優(yōu)化勢能面性質(zhì)計算-幾何優(yōu)化勢能面84尋找極小值尋找極小值85Gaussian計算軟件的使用綜述課件86尋找過渡態(tài)尋找過渡態(tài)87難處理的優(yōu)化難處理的優(yōu)化88練習(xí)練習(xí)89Gaussian計算軟件的使用綜述課件90Gaussian計算軟件的使用綜述課件91Gaussian計算軟件的使用綜述課件92Gaussian計算軟件的使用綜述課件93Gaussian計算軟件的使用綜述課件94Gaussian計算軟件的使用綜述課件95Gaussian計算軟件的使用綜述課件96優(yōu)化時常用的關(guān)鍵詞%chk=td-fang-2-2#PB3LYP/6-31G*POPT(tight,maxcycle=200,restart)SCF(direct,maxcycle=200)GFINPUTIOP(6/7=3)TEST

tdat12.2601…..優(yōu)化時常用的關(guān)鍵詞%chk=td-fang-2-297頻率或者NMR計算#PB3LYP/6-31G*FREQGFINPUTIOP(6/7=3)TEST#PB3LYP/6-31G*NMRGFINPUTIOP(6/7=3)TEST頻率或者NMR計算#PB3LYP/6-31G*FREQ98GEN基組和PSEUDO#pB3LYP/GENPSEUDO=READGFinputPOPTTEST

au-au(PMe3)205-06-2003

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Au0CEP-121GGEN基組和PSEUDO#pB3LYP/GENPSEUD99CIS光譜計算CIS單點#PCIS(singlets,Nstates=30,root=1)/6-31G*TEST或者#PHF/6-31G*CIS(singlets,Nstates=30,root=1)TESTCIS優(yōu)化#PCIS(singlets,Nstates=30,root=1)/6-31G*POPTFREQTESTCIS光譜計算CIS單點100CIS相關(guān)關(guān)鍵詞Singlets只算單重態(tài) Triplets 只算三重態(tài)50-50 單重和三重態(tài)各占一半Root=N研究CIS計算的第幾個激發(fā)態(tài)Direct加快計算速度，減小硬盤使用空間Restart 從Chk文件中重新開始CIS計算Read 從Chk文件中讀CIS分析激發(fā)態(tài)電荷情況用Density=current或者Density=CIS CIS相關(guān)關(guān)鍵詞Singlets只算單重態(tài) 101接CIS優(yōu)化#CIS(restart)/3-21g*guess=readgeom=checkPOPTTEST或者#CIS/3-21g*POPT=restartTEST接CIS優(yōu)化#CIS(restart)/3-21g*gu102TD光譜計算#PB3LYP/6-31G*TD(singlets,Nstates=30,root=1)TEST如果中間斷電可以用下面來接，#PB3lyp/3-21g*TD=restartguess=readgeom=checkTESTTD光譜計算#PB3LYP/6-31G*TD(sing103TD相關(guān)關(guān)鍵詞Singlets只算單重態(tài) Triplets 只算三重態(tài)50-50 單重和三重態(tài)各占一半Root=N研究TD計算的第幾個激發(fā)態(tài)Direct加快計算速度，減小硬盤使用空間Read 從Chk文件中讀TD（G03有，好像G98A11.2也有）SOSDosum-overstatespolarizabilities,etc.TD相關(guān)關(guān)鍵詞Singlets只算單重態(tài) 104Gaussian中NBO計算#B3LYP/6-31G(d,p)Pop=(NBO,NPA,NBORead)ExampleofNBObondorders01C0.0000000.6656760.000000H0.9192781.2377390.000000H-0.9192391.2377870.000000C0.000000-0.6656760.000000H-0.919278-1.2377390.000000H0.919239-1.2377870.000000$nbobndidxf