环境科学高级建模方法(第6-1节)-Gaussian-输入

第6节Gaussian计算法讲义内容提要绘制构型高斯计算数据查找Cp计算建模高斯计算采用Gaussian98程序打开高斯计算输入文件129.txt,可得到高斯计算输出文件129.out.Gaussian程序的作用和结构1、得到分子的微观结构，成为实验的辅助工具。2、得到“实验不能测定的结构参数和其它多种多样的参数”，一定程度上完善了化学和物理等学科的各种方法。3、计算方法(水平)主要由“方法”和“基组”组成。4、打开使用说明书。有关“理论”和“实验”的关系高斯计算输入文件的格式%chk=di.chk-------------------------------------------Link0部分%nproc=3-------------------------------------------------限定多核计算#nb3lyp/6-311G**optfreqoptcyc=100scfcyc=100--计算执行路径部分(空一行)title-----------------------------------------------------------标题部分(说明行)(空一行)01-------------------------------------------------------电荷与多重度(2S+1)6-3.4098340.4920190.00-------------------（笛卡尔直角坐标，6-3.262444-0.9039930.00或Z-matrix的键长、键角和二面角）6-2.006519-1.5102420.006-0.885533-0.678926-0.00高斯计算输入文件的格式“#”描述Gaussian输入文件的执行路径部分需要以#符号开头，作为这一行的第一个非空格字符。这一行的其它部分使用自由格式。对于大部分的计算工作，所有的信息都可位于这一行，但也可以超过一行（超过的行前的#符号可用也可不用）。执行路径部分必须以空行作为结束。如果在执行路径部分没有出现关键字，则计算默认为HF/STO-3GSP。可用的形式#N正常打印级别；这是默认的。#P产生额外输出。包括每一执行模块在开始和结束时与计算机系统有关的各种信息（包括执行时间数据），以及SCF计算的收敛信息。#T精简输出：只打印重要的信息和结果。高斯计算输入链接文件的格式%chk=di.chk%nproc=3#nb3lyp/6-311G**optfreq(空一行)title(空一行)0160-3.4098340.4920190.0060-3.262444-0.9039930.0060-2.006519-1.5102420.00(空一行)--Link1--(链接)%chk=di(同上一个文件)#nb3lyp/6-311G**geom(几何)=checkguess(猜测)=readvol=(tight)di01Gaussian03中使用的方法及适用范围SP,ScanOpt,Force,BOMDFreqIRCPolar分子力学方法***AM1,PM3（等）***HF*****DFT方法*****CASSCF*****MP2*****MP3,MP4(SDQ)****MP4(SDTQ),MP5*QCISD,CCD,CCSD***Gaussian03计算方法分子力学方法(MM)：Gaussian中有三种分子力学方法。它们用于ONIOM计算，但也可以用作独立的方法：Amber，DREIDING，UFF。AM1,PM3（等）：半经验计算。HF：进行Hartree-Fock计算。密度泛函(DFT)方法：提供相当多的密度泛函理论(DFT)模型。一般还包括用户可以自行组合的Hartree-Fock和DFT的混合方法。CASSCF：指定进行完全活性空间多组态SCF(MC-SCF)计算。MP2，MP3,MP4，MP4,MP5方法：这些方法关键字要求在Hartree-Fock计算（单重态用RHF，高自旋态用UHF）之后接着进行Møller-Plesset相关能修正的计算[60]，在二次项截断为MP2，在三次项截断为MP3，在四次项截断为MP4，在五次项截断为MP5。解析梯度可用于MP2,MP3和MP4(SDQ)，解析频率可用于MP2。二级，三级，四级和五级Møller-Plesset微扰理论计算相关能。QCISD：这个方法关键字进行包括单、双取代的二次CI计算。CCD,CCSD：这个方法关键字进行耦合簇计算，CCD计算使用Hartree-Fock行列式的双取代，CCSD使用单、双取代。双取代的耦合簇理论(CCD)，单双取代耦合簇理论(CCSD)􀁺使用AMBER，DREIDING[38]和UFF力场的分子力学计算。􀁺使用CNDO,INDO,MINDO/3,MNDO,AM1，和PM3模型哈密顿量的半经验计算。􀁺使用闭壳层(RHF)，自旋非限制开壳层(UHF)，自旋限制开壳层(ROHF)Hartree-Fock波函的自洽场(SCF)计算。􀁺使用二级，三级[61]，四级[62,63]和五级[64]Møller-Plesset微扰理论计算相关能。MP2计算可用直接和半直接方法，有效地使用可用的内存和磁盘空间。􀁺用组态相互作用(CI)计算相关能，即可使用全部双激发(CID)，也可使用全部单激发和双激发(CISD)。􀁺双取代的耦合簇理论(CCD)，单双取代耦合簇理论(CCSD)，单双取代的二次组态相互作用(QCISD),和Brueckner轨道双取代耦合簇理论(BD)。还可以计算非迭代的三取代（QCISD和BD还有四取代）的贡献。􀁺密度泛函理论(DFT)，一般还包括用户可以自行组合的Hartree-Fock和DFT的混合方法。可用的泛函完整列表见第三章。􀁺自动的高精度能量方法：G1理论，G2理论，G2(MP2)理论，G3理论，G3(MP2)，以及其它的变体；完全基组(CBS)方法:CBS-4,CSB-q,CBS-Q，CBS-Q//B3，和CBS-QCI/APNO，以及一般的CBS外推方法；Martin的W1方法（加上了微小的修改）。􀁺一般的MCSCF，包括完全活性空间SCF(CASSCF)，并可选择包含MP2相关能计算。算法的改善使得Gaussian03可处理14个以内的活性轨道。还支持RASSCF变体。􀁺广义价键-完全电子对(GVB-PP)SCF方法。Gaussian03关键词SP：这个计算类型关键字指定进行单点能量计算。Scan：这个计算类型关键字指示进行分子势能曲面(PES)扫描计算。Opt：这个关键字进行分子几何优化计算。计算过程中持续调整分子的几何形状，直到发现势能曲面上的稳定点为止。Freq：这个计算类型关键字用于计算力常数、振动频率及强度。SCRF：这一关键字指定在溶剂存在的环境下进行计算。IRC：这个方法关键字要求进行反应路径跟踪计算。初始结构(在分子说明部分给出)是过渡态的结构，反应路径可以是从该点的一个或全部两个方向。PBC：这个关键字指定周期边界条件任务的选项。Gaussian03关键词Force：这个计算类型关键字指示在原子核处进行作用力（即能量梯度）的单一计算。同时也计算偶极矩。BOMD：这个关键字要求使用Born-Oppenheimer分子动力学模型做经典轨迹计算。ADMP：这个关键字指定经典轨道轨迹计算，使用原子中心密度矩阵传播的分子动力学模型。这个方法与Born-Oppenheimer分子动力学(参见BOMD关键字)的功能相似，但大大减少了计算量。Polar：这个方法关键字指示进行偶极电场极化率的计算（如果可能的话也计算超极化率）。Stable：这一计算类型方法指定进行Hartree-Fock或DFT波函的稳定性测试计算。ONIOM：这个关键字进行两层或三层的ONIOM计算。在这个程序中，要研究的分子体系分成两层或三层，分别用不同的化学模型处理。接下来的结果自动组合到最终要预测的结果。基组应用范围极化函数弥散函数STO-3GH-Xe*3-21GH-Xe*或**+6-21GH-Cl(d)4-31GH-Ne(d)或(d,p)6-31GH-Kr(3df,3pd)++6-311GH-Kr(3df,3pd)++D95H-Cl(除了Mg和Na)(3df,3pd)++D95VH-Ne(d)或(d,p)++SHCH-Cl*CEP-4GH-Rn*（仅用于Li-Ar）CEP-31GH-Rn*（仅用于Li-Ar）CEP-121GH-Rn*（仅用于Li-Ar）LANL2MBH-Ba,La-BiLANL2DZH,Li-Ba,La-BiGaussian03基组基组应用范围极化函数弥散函数SDD,SDDAll除Fr和Ra的整个周期表cc-pV(DTQ5)ZH-He,B-Ne,Al-Ar,Ga-Kr包含在定义中加AUG-前缀cc-pV6ZH,B-Ne包含在定义中加AUG-前缀SVH-KrSVPH-Kr包含在定义中TZV和TZVPH-Kr包含在定义中MidiXH,C-F,S-Cl,I,Br包含在定义中EPR-II,EPR-IIIH,B,C,N,O,F包含在定义中UGBSH-LrUGBS(1,2,3)PMTSmallH-ArDGDZVPH-XeDGDZVP2H-F,Al-Ar,Sc-ZnDGTZVPH,C-F,Al-ArGaussian03基组绘制构型采用chemoffice2004中的chemdraw程序绘制化合物分子的平面构型，见图1。保存上述文件格式为*.cdx（系列化合物按异构体取代位置命名，以1，2，9-PCPT为例）,如129.cdx.一、平面坐标绘制构型采用chemoffice2004中的chem3D程序打开129.cdx文件，得到化合物分子的立体构型，见图2。保存上述文件格式为*.gjc,如129.gjc.二.空间坐标绘制构型用记事本方式打开文件129.gjc,得到化合物的空间坐标，见图3。三.空间坐标的获取绘制构型用图3中的相应坐标替换图4中的相应坐标,保存为*.txt,如129.txt,即为高斯计算输入文件。四.高斯输入文件的制作第五次作业将第五次作业中AM1计算的分子采用B3LYP/6-31G*基组计算，提交输出文件(文件名：姓名-学号-第五次作业-分子名称)。谢谢！