《Gaussian入門》PPT課件.ppt

Gaussian程序入門,Guassian程序功能,模型化學(xué),模型化學(xué)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(jià)基組（SplitValenceBasisSet）,彌散函數(shù)（DiffuseFunction）,高角動(dòng)量基組（HighAnglarMomentureBS）,有效核勢(shì)基組（EffectiveCorePotentialBS）,基組,半經(jīng)驗(yàn)方法,半經(jīng)驗(yàn)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(jì)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(dāng)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(duì)Gaussian程序進(jìn)行初始化設(shè)置,自定義外部文字編輯器，用來打開.out文件link.exe所在的文件夾臨時(shí)文件存放文件夾,Gaussian圖形工具欄,開始作業(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(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,NewZmat工具界面,Gaussian程序工具,%Section設(shè)定作業(yè)運(yùn)行的環(huán)境變量RouteSection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(jiǎn)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(jì)算過程中的臨時(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=文件在計(jì)算過程中存儲(chǔ)雙電子積分,.d2e文件在計(jì)算過程中存儲(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)行過程中使用內(nèi)存的大小,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,RouteSection,RouteSection以#開始，#控制作業(yè)的輸出#N正常輸出；默認(rèn)(沒有計(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。RouteSection主要由方法，基組，任務(wù)類型三部分組成方法與基組Gaussian程序能完成的任務(wù)類型：,RouteSection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：#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(biāo)識(shí)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(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(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,%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01HO1r1O2r21a1H3r12a11d1r1=0.9r2=1.4a1=105.0d1=120.0通過對(duì)兩個(gè)鍵長(zhǎng)和鍵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#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(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)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(gè)變量控制C-H鍵長(zhǎng)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(diǎn)能計(jì)算（SP）,單點(diǎn)能計(jì)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(jí),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(jì)算,甲烷的NMR化學(xué)位移：195.1196-199.0522-3.9ppm,上機(jī)練習(xí),幾何構(gòu)型優(yōu)化（OPT）,勢(shì)能面（PES）,勢(shì)能面（PES）,將總能按泰勒級(jí)數(shù)展開,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：,勢(shì)能面（PES）,通過正則變換,可以找到一組坐標(biāo)i(i=1,2,3N-6)使上述HessianMatrix對(duì)角化：,尋找極小點(diǎn),幾何優(yōu)化默認(rèn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)：,OPT輸出文件,OPT輸入文件格式,尋找過渡態(tài),復(fù)雜體系的優(yōu)化,上機(jī)練習(xí),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(yù)測(cè)紅外和拉曼光譜,頻率分析輸出信息,頻率和零點(diǎn)能校正因子,頻率分析輸出信息,熱化學(xué),頻率分析輸出信息,零點(diǎn)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(diǎn)的性質(zhì),頻率分析輸出信息,表征駐點(diǎn)的性質(zhì),上機(jī)練習(xí),反應(yīng)途徑,反應(yīng)途徑,精確的方法：IRC,反應(yīng)途徑,用IRC方法研究