GW入門輔導(dǎo)試用版

1、G03W 的安裝、初始化和作業(yè)啟動Gaussian 03 for Windows Tutorial-12010試用版1 G03 的主要計算功能可用來預(yù)測氣相和液相條件下，分子和化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì) ：分子的能量和結(jié)構(gòu)過渡態(tài)的能量和結(jié)構(gòu)振動頻率紅外和拉曼光譜熱化學(xué)性質(zhì)成鍵和化學(xué)反應(yīng)能量化學(xué)反應(yīng)路徑分子軌道原子電荷電多極矩NMR屏蔽和磁化系數(shù)自旋-自旋耦合常數(shù)振動圓二色性強度電子圓二色性強度g張量和超精細光譜的其它張量旋光性振動-轉(zhuǎn)動耦合非諧性的振動分析和振動-轉(zhuǎn)動耦合電子親和能和電離勢極化和超極化率（靜態(tài)的和含頻的）各向異性超精細耦合常數(shù)靜電勢和電子密度各項計算可針對體系的基態(tài)或激發(fā)態(tài)進行 2 G03

2、 的程序結(jié)構(gòu)包含74個程序鏈接模塊 (Link)，分別構(gòu)成12個程序覆蓋段 (Overlay)link0: 初始化程序，控制overlaylink1: 讀入并處理Route Section，建立要執(zhí)行的link列表link9999: 終止計算其中 ：Overlay 3, 4, 8, 9Overlay 1L101L102L122Overlay 2L201Overlay 11L1101L1102L1111L1110L1112Overlay99L9999L0Overlay 0L13G03W的功能和程序結(jié)構(gòu)4 G03W 各模塊功能一覽 5 G03W 各模塊功能一覽 6 G03W 各模塊功能一覽 7 G

3、03W 各模塊功能一覽 8 G03W 各模塊功能一覽 9 G03W 各模塊功能一覽 10G03的基本模塊和功能讀入并處理Route Section讀入分子特性參數(shù)確定分子對稱性（點群和阿貝爾子群）設(shè)定和配置基集，計算單電子積分產(chǎn)生MO的初始猜測疊代解 SCF 方程指認MO對稱性, 打印MO波函數(shù)并進行 Mulliken 布居分析結(jié)束作業(yè)L301L301L001L101L202L302L401L502L601L9999圖中所示為G03作業(yè)必須執(zhí)行的基本模塊11G03W軟件的安裝和運行環(huán)境設(shè)定12 G03W 的安裝 硬件環(huán)境：基本配置：內(nèi)存2GB、安裝后硬盤分區(qū)的自由空間10GB建議配置：內(nèi)存3.

4、5GB (for WinXP)、或=4GB (for Windows 7)、硬盤自由空間20GB（可最有效地利用計算機資源，最大限度發(fā)揮效率和計算容量）安裝位置 建議將G03W安裝于D或E盤。理由：保護程序文件及積累的輸入、輸出和有用的中間文件。萬一須格式化C: 盤時不致丟失按此處置，在Windows系統(tǒng)重裝后G03W也不必重裝軟件安裝：啟動Setup.exe，按屏幕提示輸入軟件的“Serial Number”并設(shè)定安裝路徑，自動完成安裝。13 G03W 根目錄下的文件和子目錄 根目錄下共計118個文件和9個子目錄14定制缺省的許用內(nèi)存和硬盤空間在子目錄Scratch下創(chuàng)建Default.Ro

5、u文件對缺省值進行設(shè)定可用Notepad或其它文本編輯器打開并修改“W”是Gaussian程序使用的內(nèi)存單位 “雙精度字”，相當于 8 字節(jié) (byte) 1MW=8MB; 1GW=8GBG03W在根目錄下提供了 3 個文件Default.r1 Default.r2 Default.r3供用戶做創(chuàng)建Default.Rou文件的樣板定義內(nèi)存和硬盤空間的可用單位是 MB、MW、GB和GW15編制Default.Rou文件的實例打開Default.r3文件并進行修改定制取值根據(jù)計算機的內(nèi)存和硬盤分區(qū)自由空間大小而定。一般宜為Windows系統(tǒng)和其它應(yīng)用軟件留出不少于1GB的內(nèi)存空間將修改畢的文件改名

6、為 Default.rou保存到 G03Scratch 子目錄下-M- 1GB-#- MaxDisk=10GB所采用的定制是內(nèi)存=1GB，硬盤10GB（適用于總內(nèi)存為2GB的計算機）16G03W程序界面和工具欄17G03W用戶界面點擊圖標 在屏幕上出現(xiàn)用戶界面下拉窗口欄圖形工具欄當前計算信息顯示區(qū)當前作業(yè)進程指示欄18用戶界面的條形工具欄開始作業(yè) 暫停當前作業(yè)終止當前作業(yè)和批處理 當前l(fā)ink后暫停在當前作業(yè)完成后終止批處理 恢復(fù)當前作業(yè)編輯或建立批處理 終止當前作業(yè) 批處理專用按鈕打開指定的外部編輯器用指定外部編輯器瀏覽或編輯當前作業(yè)輸出文件19File 下拉菜單的命令點擊“File”打開下

7、拉菜單在線創(chuàng)建新作業(yè)打開一個輸入文件修改舊的輸入文件程序的初始化設(shè)置20在Process拉菜單的命令點擊“Process”打開下拉菜單暫停當前作業(yè)當前Link后暫停恢復(fù)運行當前作業(yè)終止當前作業(yè)啟動批處理作業(yè)本作業(yè)結(jié)束后終止批處理立即終止批處理21Utilities下拉菜單的命令不同格式分子結(jié)構(gòu)文件的轉(zhuǎn)換讀取*.fch文件中的數(shù)據(jù)并生成3D網(wǎng)格用*.chk文件中的MO波函數(shù)生成電子密度和靜電勢空間網(wǎng)格從*.chk文件中打印頻率和熱化學(xué)數(shù)據(jù)編輯批處理作業(yè)文件將*.chk文件轉(zhuǎn)換為可供Chem3D讀入的*.fch文件將*.fch還原為*.chk文件顯示指定*.chk文件中的作業(yè)執(zhí)行路徑行和標題行將*

8、.chk文件轉(zhuǎn)換為*.txt格式顯示指定*.chk文件中的作業(yè)執(zhí)行路徑行和標題行打開指定的 3D分子結(jié)構(gòu)瀏覽器22程序的初始化設(shè)置點擊“File”菜單“Preferences”選項，彈出“Gaussian Preferences”對話框自定義外部文字編輯器，用于打開*.out文件（建議使用EditPlus 3）DOS定制文件的文件夾存放作業(yè)中間文件和檢查點文件的文件夾輸出文件路徑輸入文件路徑外部的分子結(jié)構(gòu)3D瀏覽器按照用戶PC機的實際情況填寫各欄目23主窗口顯示格式的初始化設(shè)置點擊“Display”按鈕，彈出“Display Preferences”對話框。一般只須設(shè)置輸出字體，其余項目可用缺

9、省設(shè)置點擊 “Output Font”按鈕， “字體”建議選取“Courier New”Courier New是等寬字體，可使輸出數(shù)據(jù)的顯示整齊美觀24主窗口用不同字體輸出的顯示比較G03W缺省字體9# Courier New 字體25G03W的輸入G03W作業(yè)的命令和目標分子的荷電、自旋特性及原子坐標等初始數(shù)據(jù)可擇以下三種方式之一輸入在G03W主窗口彈出的 “Job Entry” 圖形界面上直接輸入用外部ASCII編輯器編制 *.gjf 輸入文件后讀入借助3D分子結(jié)構(gòu)圖像軟件構(gòu)建*.gjf 輸入文件后讀入26G03輸入文件的格式Gaussian輸入文件名的后綴為*.gjf。它由4個部分構(gòu)成2

10、7%Chk=H2O%Nproc=2%Mem=500MB# HF/6-31G* OptWater(C2v), optimization 0 1OH 1 RH 1 R 2 A Variables:R= 0.89A= 105.輸入文件*.gjf的實例水分子用6-31G*基集進行幾何優(yōu)化計算的實例控制文件與系統(tǒng)資源配置設(shè)定計算方法、基集標題電荷與自旋多重度原子坐標（Z-矩陣）% SectionRoute SectionTitleMolecularSpecification本例中原子是采用內(nèi)坐標格式（ R為鍵長、A為鍵角。詳見后面說明）28在Job Entry圖形界面上直接輸入點擊“File”菜單上的“

11、New”選項，彈出“Job Entry”圖形界面Link 0 命令行作業(yè)執(zhí)行指令行標題行電荷與自旋多重度分子說明部分設(shè)定多步作業(yè)的開始步多步作業(yè)中的步序選擇返回主菜單并運行返回主菜單但不運行保存為gjf 文件Route Section中指令錯誤的檢查放棄作業(yè)29在Job Entry圖形界面上直接輸入在界面的各空白欄內(nèi)按要求填入作業(yè)的正確輸入信息Link 0 命令行作業(yè)執(zhí)行指令行標題行電荷與自旋多重度分子說明部分30Route Section欄的作業(yè)指令的“語法”檢查點擊“”按鈕，檢查結(jié)果在彈出的DOS黑窗口界面內(nèi)顯示出返回主菜單并運行返回主菜單但不運行保存為gjf 文件Route Sectio

12、n中指令錯誤的檢查放棄作業(yè)如語檢未通過，則退回“Job Entry”界面按出錯信息進行修改后重新語檢語檢通過后，可關(guān)閉黑窗口，然后點擊“Run”按鈕啟動作業(yè)或根據(jù)需要，點擊其它三個按鈕之一做不同選擇31在外部ASCII文本編輯器上編輯輸入文件可用Windows“記事本”或“寫字板”編輯，但強烈推薦用EditPlus 3.12EditPlus有什么優(yōu)點？瀏覽、編輯文本文件的大小無限制可進行文本的“列拷貝和刪除”以及“長方塊的拷貝和刪除”NotePadWritePadEditPlus32在Chem3D界面上創(chuàng)建 *.gjf 文件在“Calculations”下拉菜單上點擊“Gaussian Int

13、erface” 選項：33在GaussView界面上創(chuàng)建 *.gjf 文件在“Calculations”下拉菜單上點擊“Gaussian Interface” 選項：填寫完畢后點“ Edit ”按鈕保存 *.gjf 文件并打開并打開文本編輯器修改34分子說明段中的坐標選擇 35分子內(nèi)坐標的定義分子中各個原子核的相對位置可采用笛卡爾坐標、分子內(nèi)坐標 (即Z-matrix) ，或二者的混合來表示笛卡爾坐標下每個原子的輸入行為 4 列:內(nèi)坐標下每個原子的相對坐標需借助 13 個“參考原子” 來定義。每個輸入行為 7 列：以參考原子的序列號表示0180-180180，用右手規(guī)則確定36內(nèi)坐標實例 H2

14、O2分子H2O2具有右旋(a)和左旋(b)兩種互為鏡像的異構(gòu)體:當前原子A參考原子1參考原子2參考原子3O(2)O(3)H(1)H(4)(b)O(2)O(3)H(1)H(4)(a)在“標準構(gòu)型參數(shù)”近似下，兩種分子的原子內(nèi)坐標分別為:序列號4 的原子均需定義兩面角，其取值范圍為180，正負號由“右手定則”確定。即：右旋為兩面角的正方向（詳見下一頁面）右手定則37基準面“右手定則”淺釋取包含 3 個參考原子的平面為基準面、參考原子 2 指向原子 1 的位矢方向為基轉(zhuǎn)軸的正方向基轉(zhuǎn)軸正方向若被定義的原子A與參考原子 1、2 構(gòu)成的平面位于基準面的逆時針方位，則其二面角參量為正號，否則為負號參2參1

15、參3H(4)(a)(b)參2參1參3H(4)基準面根據(jù)這一規(guī)則，原子H(4)的二面角參量在構(gòu)型a中為+120；在構(gòu)型b中則為-12038在內(nèi)坐標陣列中引入變量符號分子的幾何全優(yōu)化需對全部3N-6個內(nèi)坐標進行優(yōu)化計算。當分子具有二階或二階以上的點群對稱性時，可將對稱等價的鍵長、鍵角或兩面角用同一變量（英文字母）表示，隨后統(tǒng)一賦予初值例如H2O2分子 (C2v對稱性) 有相等的鍵長、鍵角各一對。Z-matrix可改為原子內(nèi)坐標輸入結(jié)束加一空行后為變量賦初值段。標注“Variables:”僅僅是為閱讀文件的方便故 “Variables:”的標注可省略。如欲加之則須保證拼寫和標點正確無誤或39引入內(nèi)坐

16、標變量實例 1 CH4分子對于屬 Td 或 Oh 群的高對稱性分子，坐標變量用于笛卡兒坐標通常也是方便有利的。例如CH4分子 (Td) 如取右圖所示坐標方位，則容易建立原子的直角坐標引入變量后的內(nèi)坐標Z-矩陣同樣十分簡潔，且分子結(jié)構(gòu)的表達非常直觀xyz41235(a, a, a)(a,-a,-a)(-a,-a, a)(-a, a,-a)%Chk=CH4_631ss-Opt# RHF/6-31G(d,p) Opt Methane (Td), Optimization 0 1 C 0. 0. 0. H a a a H -a -a a H a -a -a H -a a -a a= 0.6293%Ch

17、k=CH4_631ss-Opt# RHF/6-31G(d,p) Opt Methane (Td), Optimization 0 1 C H 1 R2 H 1 R2 2 A3 H 1 R2 2 A3 3 D4 H 1 R2 4 A3 3 D4 Variables: R2 1.09 Constants: A3 109.47122063 D4 -120.%Chk=CH4_631ss-Opt# RHF/6-31G(d,p) Opt Methane (Td), Optimization 0 1 6 1 1 R2 1 1 R2 2 A3 1 1 R2 2 A3 3 D4 1 1 R2 4 A3 3 D4

18、 R2 1.09 A3 109.47122063 D4 -120.=待優(yōu)化處理的幾何參量數(shù)由原來的9個約減到1個，不但提高了角計算效率，且保證了對分子對稱性的嚴格控制40苯分子屬 D6h 對稱性，所有的鍵角均為120，兩面角均為0或180。幾何參數(shù)中的獨立變量約減到兩個：RCC，即圖中的 R2 RCH，即圖中的 R7引入內(nèi)坐標變量實例 2 苯分子%Chk=Benzene_Freq-631s# RHF/6-31G* Opt=VTight Freq=Raman Benzene, IR & Raman at RHF/6-31G* level 0 1 C C 1 R2 C 2 R2 1 A3 C 3 R2 2 A3 1 D4 C 4 R2