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1、李宏平 hp-litri-Gaussian 09 输入输出文件2013-6-51内容摘要2013-6-521Gaussian 输入文件（初级 ）2Gaussian 输出文件Gaussian输入文件的建立方法2013-6-53运用GaussView建立、导入或者修改结构; 选择计 算方法，然后递交给Gaussian 09GaussView直接使用文本编辑器，然后递交Gaussian 09执行 Windows: TXT, Ultra Edit Linux: 终端命令编辑器文本输入GaussView与文本输入方法联合GaussView 建立输入文件 GaussView 提供了Gaussian大部分常
2、用方法 的选项，设置非常简单、直观。2013-6-54文本编辑输入文件 文本编辑的特点是快速指定所需要的计算 方法和运行资源等。但容易出现格式错 误。2013-6-55一个典型的Gaussian 输入文件2013-6-56Link 0 命令Route 部分 Title 部分 分子说明 部分 空一行输入文件的组成2013-6-57定义计 算资源（内存、核数、节点数） chk文件存储路径 读写文件 rwfLink 0 命令指定所使用模型化学方法及其它计算命令 （告诉Gaussian 09 你要做什么）Route 部分作业标题Title 部分电荷与自旋多重度 分子坐标分子说明部分输入文件语法规则20
3、13-6-58可以用空格，TAB 键，逗号，正斜杠“/”以任意组合分隔一行内的不同项目。多个空格作为 一个分隔符处理。输入文件为自由格式，并且不区分大小写keyword=option keyword(option) Keyword=(option1, option2, ) Keyword(option1, option2) Keyword(option1=value1, option2, )Route 部分关键词选项 可以用下面任何格式中的一种ConventionalConven, 但不能写成Conv，因为有关键词Convergence所有关键词都可以由唯一缩写形式代替可以对输入文件进行注释说
4、明文件注释命令 “!”Link 0 命令2013-6-59%mem=4gb,可以定义默认值，但建议每个文件都明确定义尽量定义足够大的内存，加速Gaussian 09 运行 （与Gaussian 03不同）定义内存节点内 %nprocshared=4； 节点并行（Linda）%LindaWorkers=C1-0,C1-1定义并行核数%chk=test.chk；或者%chk=/home/hpli/test.chk (权限) Chk文件存储了结构、波函数、力常数等信息定义chk文件存储路径和名称以上信息建议议每个作业业都明确定义义%rwf=test.rwf %nosave定义读写文件 rwfChk文
5、件说明可以作为下一个计算的输入文件可以作为下一个计算的初始猜测 可以支持多步任务 可以生成分子轨道图存储信息Chk文件里的信息会被最后一次计算覆盖。如果需要使用最初的chk文件，必 须备 份。注意2013-6-510Route 部分2013-6-511b3lyp/6-31g(d) 密度泛函b3lyp, Pople的高斯型基组6-31G(d) Opt optimization 执行结构优化 freq=vcd 做频率计算，并计算振动圆二色谱定义计算方法 （告诉Gaussian 09 你要做什么）以#符号开始关键词的输入不分先后但不能重复，对一些常用的关键词组 合（ 如Opt和Freq），程序会自动
6、先执行需要在前面运行的计算。 关键词可以写在连续的数行中，Route部分以一个空行结束。每个 关键词需要用到的选项要成组的写入紧跟在关键词后的圆括号 中。 一般形式: # Method/Basis Keyword1=(option1, option2)语法规则Route 部分: 几个样本2013-6-512默认值 HF/STO-3G SP#结构优化# HF/3-21G OPT微扰方法 计算频率以高精度格式输出 最大硬盘空间150GBMP2/6-31G* FREQ=HPModes MAXDISK=150GBB3LYP 杂化泛函 优化过渡态，重新进行计算 重新进行自洽场迭代，使用直接算法Becke
7、3LYP/6-31G* OPT=(Restart, TS) SCF=(Restart, Direct)Gaussian 09 提供的计算方法及基组2013-6-513分子力学 半经验 Hartree-Fock Post-HF 量子化学组合方法 （Gn 理论）组合模型方法（ONIOM）不同等级的计算方法全电子基组 有效核势基组（ECP）基组Title 部分2013-6-514为方便对计算信息进行系统的管理，Gaussian09允许在输入文件中的Title部分对计算进行 必要的描述。为为作业贴业贴 一个标签标签一般的描述时要简明扼要，只要计算者能看懂就行。但需要时描述也可以写的很详细，描 述可以写
8、在连续的很多行中，在Title部分结束时以一个空行结尾。 在计算中，Gaussian09一般不会解读Title部分信息的意义，只会将其原样打印到输出文件相 应位置。但输入Title部分时，一般不要使用 # ! - _ 等与程序或系统控制相关的字符，不要 使用“control+字母”，尤其不要使用“Ctrl+G”。 说说明分子说明部分2013-6-515电荷和自旋多重度 总是成对出现； 特殊计算可以有若干套电荷和多重度； 电荷设置相对简单 ，但多重度的设置需要对 自己的体系有着深入的了解，后面有专题进专题进 行介绍绍；包括电电荷、自旋多重度和分子结结构分子说明部分2013-6-516初始结构来源
9、： 实验测 得结构（可采用PDB、MOL、CIF等各式） 根据化学直觉写出坐标； 使用GaussView或其它图形界面搭建。分子结构分子说明部分2013-6-517迪卡尔坐标（直角坐标），其形式大家比较熟悉， 前面的输入文件示例中就采用的直角坐标； Z-矩阵（内坐标，含冗余内坐标）；直角坐标和内坐标的混合形式；支持坐标格式：Gaussian的坐标体系2013-6-518输入结构部分可以采用很多种形式； 但不论输入结构使用什么格式， Gaussian计算中，程序会将其转化成指定的格式：量子化学计算部分：冗余内坐标 分子力学计算部分：直角坐标坐标体系内坐标R1R2A1内坐标 每个原子的坐标都是相
10、对于其它原子的O1 O2 O1 B1H3 O1 B2 O2 A1H4 O2 B2 O1 A1 H3 D1B1 1.32B2 0.96A1 109.5D1 90.0内坐标O1 O2 O1 1.32H3 O1 0.96 O2 109.5H4 O2 0.96 O1 109.5 H3 90.0直角坐标 vs.内坐标n 对原子数较少的体系，使用内坐标优化的速度要 比使用直角坐标快：所以绝大多数量子化学和 DFT软件都使用内坐标进行计算。YXR1R2A1冗余内坐标n 在能正确定义结构所需内坐标的基础上，程序在计 算中还要补全被省略的内坐标，补上的坐标称为冗 余的内坐标； n 使用冗余内坐标是为了能得到合理
11、的优化结构，并 且效率更高。使用R1、R2、R3、A1、A2和二面角 1234可正确定义此四元环的结构。但变量中缺少了对R4的定义，那么 在优化中就不会去考虑1-4的力常数 ，可能导致优化到不合理结构，比 如1和4原子相互远离2314R1R2R3A1A2R41,2二氧丁烷 (1,2 dioxetane) 冗余内坐标 15步 笛卡尔坐标20步2013-6-523冗余坐标编辑器【Edit】【Redundant Coordinates】2013-6-524额外的输入信息2013-6-525与分子说明部分以一个空行相间隔 不同的原子/元素使用不同的基组; 输入自定义的基组/赝势; NBO计算控制语句;
12、 溶剂模型参数;其它必要的语句。一些Route部分的关键词相配合的信息额外的输入信息2013-6-526假设某分子有C、H、O、N、Ni和Fe六种元素 拟对不同元素使用不同Gaussian09自带的基组。举例：对不同元素定义不同基组如果使用了赝势基组，还需要添加pseudo=read关键 词或者将Gen关键词变成Genecp（等同于 Gen与 pseudo=read的组合）在结尾输入与如下部分类似的信息：在Route部分输入Gen关键词额外的输入信息2013-6-527Title及分子说明部分空1行 C H 0使用第一种基组的元素符号，元素符号间有空格，行末以“0”结尾 6-31G(d) 第一
13、种基组的名称 *第一种基组定义结束标记 O N 0使用第二种基组的元素符号，行末以“0”结尾 6-31+G(d)第二种基组名称 *第二种基组定义结束标记 Ni 0使用第三种基组的元素符号，行末以“0”结尾 LANL2DZ第三种基组名称 *第三种基组定义结束标记 Fe 0使用第四种基组的元素符号，行末以“0”结尾 SDD 第四种基组名称 *第四种基组定义结束标记-以上为基组定义部分 空1行-以下为定义赝势的部分 Ni 0使用第一种赝势的元素符号，行末以“0”结尾 LANL2DZ 第一种赝势名称，赝势定义不用“*”做结束标记，与基组相区别。 Fe 0使用第二种赝势的元素符号，行末以“0”结尾 SD
14、D第二种赝势名称 结尾空两行以上GaussView中的设定2013-6-528多步任务2013-6-529 在一个输入文件进行多个计算 使用-Link1-命令：%Chk=freq # HF/6-31G(d) Freq（Title和分子说明）-空一行 -Link1- %Chk=freq # HF/6-31G(d) Geom=Check Guess=Read Freq=(ReadFC,ReadIsotopes)Frequencies at 300 K定义电荷和自旋多重度 300.0 2.0-计算300K和两个大气压下的的频率和热力学数据 定义同位素专题：自旋多重度的判断2013-6-530量子化学
15、中用到 的自旋多重度是 用来区分一组简 并的波函数，这 些波函数之间只 存在总自旋角动 量的不同。S=2|s|+1 s是体系的总自旋 角动量。 体系的总自旋角 动量(小写s)是体 系中所有电子的 自旋角动量之 和。自旋多重度(大写S)的定义：2013-6-531大学化学中学到的描述电子唯一性的四个量子数n, l, m和m(s)，其中自旋量子数m(s) 只有两个数值，即1/2和- 1/2，这也就是电子自旋角动量的两个数值。自旋角动量是可以被相互抵消的。如果一个轨道的两个自旋轨道是充满的，因为其他三个量子数都一样，那么两个自旋量子数可以相互抵消， 即已配对的电子对体系的总自旋角动量不产生贡献； 即使体系中有成单的电子，但如果分子结构和分子能级符合一定的条件，体系中某些未配对电子可以出现能 级相同但自旋方向相反从而使自旋角动量可以相
