环境科学高级建模方法(第61节)gaussian输入

1、第6节 Gaussian计算法讲义1内 容 提 要绘制构型高斯计算数据查找Cp计算建模2高斯计算 采用Gaussian 98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. 3Gaussian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4高斯计算输入文件的格式 %chk=di.chk - Link 0部分%nproc=3-限定多核计算 #n b3lyp

2、/6-311G* opt freq optcyc=100 scfcyc=100-计算执行路径部分 (空一行)title-标题部分(说明行) (空一行) 0 1-电荷与多重度(2S+1) 6 -3.409834 0.492019 0.00-（笛卡尔直角坐标， 6 -3.262444 -0.903993 0.00 或Z-matrix的键长、键角和二面角） 6 -2.006519 -1.510242 0.00 6 -0.885533 -0.678926 -0.005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

3、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-3G SP。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。6高斯计算输入链接文件的格式 %chk=di.chk%nproc=3#n b3lyp/6-311G* opt freq (空一行)title (空一行) 0 1 6 0 -

4、3.409834 0.492019 0.00 6 0 -3.262444 -0.903993 0.00 6 0 -2.006519 -1.510242 0.00 (空一行)-Link1- (链接)%chk=di(同上一个文件)#n b3lyp/6-311G* geom(几何)=check guess(猜测)=read vol=(tight)di0 17Gaussian 03中使用的方法及适用范围8Gaussian 03 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, P

5、M3（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Mller-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

6、)，解析频率可用于MP2。二级，三级，四级和五级Mller-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)9 使用 AMBER，DREIDING38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

7、)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64Mller-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

8、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Gaussian 03 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

9、(GVB-PP) SCF 方法。10Gaussian 03 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。11Gaussi

10、an 03 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

11、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。12Gaussian 03 基组13Gaussian 03 基组14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15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16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