中南大学高斯作业(应化)

中南大学化学化工学院高斯计算报告第一部分Gaussian与GaussView5.0.8简介一．关于GaussianGaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包。其可执行程序可在不同型号的大型计算机，超级计算机，工作站和个人计算机上运行，并相应有不同的版本。Gaussian功能主要有：分子能量和结构、过渡态能量和结构、键和反应能量、分子轨道、多重矩、原子电荷和电势、振动频率、红外和拉曼光谱、核磁性质、极化率和超极化率、热力学性质、反应路径等。Gaussian的计算可以对体系的基态或激发态执行。可以预测周期体系的能量，结构和分子轨道。因此，Gaussian可以作为功能强大的工具，用于研究许多化学领域的课题，例如取代基的影响，化学反应机理，势能曲面和激发能等等。二．关于GaussView5.0.8GaussView5.0.8初始界面简介（1）GaussView是一个专门设计于高斯配套使用的软件，其主要用途有两个构建高斯的输入文件以图的形式显示高斯计算的结果除了可以自己构建输入文件外，GaussView还可读入CHEM3D，HYPERCHEM和晶体数据等诸多格式的文件。从而使其可以于诸多图形软件连用，大大拓宽了使用范围（详见下图）:（2）主要功能键的介绍第一行为菜单栏，如下所示:File:主要功能是建立，打开，保存和打印当前的文件。SaveImage：将当前文件保存为图片格式。Preferences：可以在里面改变Gview默认的各种显示的设置。Edit:在这里可以完成对分子的剪贴,拷贝、删除和抓图等。AtomList：显示当前分子的内坐标，笛卡儿坐标，分数坐标等。PointGroup：可以显示当前分子的点群及可能有的点群。PBC：显示晶体文件（可以将CIF文件转换为图形，在点PBC按钮后所给并的对话框中根据选项调节具体显示的格式。Mos：用于显示分子轨道（只有检查点文件，此选项才能给出分子轨道图）Symmetrize：对当前体系进行对称性控制。View：这里面的选项都是于分子的显示有关的，如显示氢原子，显示键，显示元素符号,显示坐标轴等。Calculate：可从Gview中直接向高斯提交计算。这是Gview作为高斯软件配套功能的重要体现。从所给的对话框中可以选择工作类型JobType（如优化，能量或频率等）;计算方法Method（如半经验方法，HF方法，DFT方法，MP方法等，还可以选定组）;Title(对所要做的计算给一个说明，以备以后的查看)Link0（给检查点文件命名，还可以在此用RWF命令设置临时数据交换文件的大小）；General,Guess,（这两个选项主要是给出体系中各原子的连接关系及如何给出初始猜测）；NBO（可在此设定NBO计算）,PBC（可在此设定晶体的有关计算）,Solvation（可在此设定溶液中的计算，除了选择溶剂外，还要选择模拟溶剂的理论模型）。Result：显示计算的结果，包括电荷，静电势表示的表面，振动,频率，核磁，势能面扫描，优化等。注意有些结果只能用检查点文件才能显示。第二部分操作实例简介2.1二氯甲基一甲氧基四硝基苯分子模型的构建1.进入Gview主界面，单击工作窗口，得到甲烷分子，如下界面：2.单击图标，得到下图：3.左击，得到下图：4．双击，得到下图：找到硝基5.在图上点击苯环上H原子，得到下图：6.选择，在元素周期表中找到O，在图上点击硝基对位上的H原子得到下图：7.选择，在元素周期表中找到C，在图上点击羟基上的H与硝基间位上的H原子得到下图：8.选择，在元素周期表中找到Cl，在图上点击甲基上的H原子得到下图，构建完成：2.2查看分子的对称性

从Edit-Pointgroup路径可以查看所构建分子的点群。点击Point

group后，出现如下窗口：为C1点群，其下拉菜单中的为可能的点群（改变Tolerance,也可帮助我们判断所构建体系可能有的点群）

2.3查看分子坐标

单击Gview界面上的图标。出现下面窗口

图中：Z表示时内坐标，C表示直角坐标。可以在里面对坐标做适当的调整2.4分子优化1.点击菜单下第一个选项，得到下图：2.点击，选择optimization，得到下图：3.在选项中，选择进行优化，点击：4.创建一个非中文文件夹进行保存，如图：5.开始优化，如图：6.生成两个文件，查看后缀为.chk的文件7.优化结束后，得到下图：8.点击，得到HOMO和LUMO,如下图：9.点击，再单击，得到下图：LUMOHOMO各个轨道的的电子分布如下图：2.5能量计算：1.点击，选择，点击，选择下面方法：2.开始计算，如图：3．计算后，得到下面结果：2.6NMR计算1.点击，选择，单击：2.开始核磁共振。完毕后，点击，选择NMR，得到下图：全部原子的NMRC原子的NMRCl原子的NMRH原子的NMRN原子的NMRO原子的NMR2.7频率计算按照下图选择相应的计算方法，开始计算。计算完成后，点击Results,再点击ViewFile。得到后缀名为.fhc的文件，截图如下（由于内容太多，只截取了一小部分）。2.8稳定性计算计算步骤跟前面类似，在此就不一一赘述。只将结果截图如下，结果涉及内容太多，就只截取去了以下部分。第三章总结这学期没想到还会有这个作业，开始的时候还以为很简单，因为我是个比较喜欢尝试新鲜实物的人。但是从开始装的时候就遇到了问题，那时候只装了Gsussian03,只能构建分子，但是不能够计算，每次点计算的时候都是白色的。后来经过询问其他人得知还要装Gsussian05，只有当两个都装好后才能用。顺利的安装好后就开始正式的工作了，首先是构建一个分子，想到构建一个比较复杂的分子来试一下，但是听说太复杂了计算机会崩溃，于是就在有机化学的课件上找了一个不是很复杂的物质。在构建过程中开始的时候不知道甲氧基怎么弄，因为在模板里没有甲氧基，然后自己就慢慢摸索，最后发现甲氧基是自己一步一步构建成的。懂了构建的方法后，分子很快的构建好了。构建好后，通过软件我查看了分子的对称性。我构建的分子是C1点群的。然后查看了分子的坐标。接着就是开始优化了，本来以为我的电脑会很卡，但是经过计算的检验还是可以的，等了不长的时间优化就已经出来了，这给我以后的计算带来了很大的信心。优化结束后，得到的那些电子云的图真的是有点难看。但是有一些东西自己还是不是很理解，不过这也不影响后面的计算。核磁共振也很快的完成了，得到的挺有全部的也有单个原子的，看起来很全很完善。后面也进行了频率的计算以及稳定性的计算，说实话得到的结果有点多，有点看不懂。后面有想过试一下其它的一些功能，但是由于自己的电脑的问题，后面算几次后电脑就有点抽风，算完之后得不到相应的结果。所以就放弃了。不过后面有时间我会多多的尝试一下其它的一些功能。很早以前自己就非常喜欢用各种软件处理自己学习上的一些东西，包括做实验的数据处理全部用excel或者origin处理，画一些分子也会用chemdraw，包括这一次也用到了chemdraw，因为在自己构建好分子后不知道这个分子怎么命名，就只能用chemdraw画出来后命名。自己对软件的兴趣也使自己对软件的学习非常快。所以这次作业花的时间不是太多，主要的时间是花在文档