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1、第第6节节 Gaussian计算法讲义计算法讲义1内内 容容 提提 要要v绘制构型绘制构型v高斯计算高斯计算v数据查找数据查找vCp计算计算v建模建模2高斯计算高斯计算 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. 3GaussianGaussian程序的作用和结构程序的作用和结构1、得到分子的微观结构，成为实验的辅助工具。、得到分子的微观结构，成为实验的辅助工具。2、得到、得到“实验不能测定的结构参数和其它多种多样的参数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。，一定程度上完善了化学和
2、物理等学科的各种方法。3、计算方法、计算方法(水平水平)主要由主要由“方法方法”和和“基组基组”组成。组成。4、打开使用说明书。、打开使用说明书。 有关有关“理论理论”和和“实验实验”的关系的关系4高斯计算输入文件的格式高斯计算输入文件的格式 %chk=di.chk - Link 0部分部分%nproc=3-限定多核计算限定多核计算 #n b3lyp/6-311G* opt freq optcyc=100 scfcyc=100-计算执行路径部分计算执行路径部分 (空一行空一行)title-标题部分标题部分(说明行说明行) (空一行空一行) 0 1-电荷与多重度电荷与多重度(2S+1) 6 -3
3、.409834 0.492019 0.00-（笛卡尔直角坐标（笛卡尔直角坐标， 6 -3.262444 -0.903993 0.00 或或Z-matrix的键长的键长、键角键角和二面角）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高斯计算输入文件的格式 “#”描述描述Gaussian 输入文件的执行路径部分需要以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，所有格字符。这一行的其它部分使用
4、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#符号可用也符号可用也可不用）。执行路径部分必须以空行作为结束。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。可用的形式可用的形式#N 正常打印级别；这是默认的。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
5、据），以及信息（包括执行时间数据），以及SCF 计算的收敛信息。计算的收敛信息。#T 精简输出：只打印重要的信息和结果。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 (空一行空一行)title (空一行空一行) 0 1 6 0 -3.409834 0.492019 0.00 6 0 -3.262444 -0.903993 0.00 6 0 -2.006519 -1.510242 0.00 (空一行空一行)-Link1- (链接链接)%chk=di(同上一个文件同
6、上一个文件)#n b3lyp/6-311G* geom(几何几何)=check guess(猜测猜测)=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, 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。C
7、ASSCF：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)，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
8、，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)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
9、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
10、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(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
11、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。11Gaussian 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。
12、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。12Gaussian 03 基组13Gaussian 03
13、基组14绘制构型绘制构型 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、平面坐标一、平面坐标15绘制构型绘制构型 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. 二二.空间坐标空间坐标16绘制构型绘制构型 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 。 三三.空间坐标的获取空间坐标的获取17绘制构型绘制构型 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。 四四.高斯输入文件的制作高斯输入文件的制作18第五次作业将第五次作业中将第五次作业中AM1计算的分子采用计算的分子采用B3LYP/6-31G*基组计算，提交输出文件基组计算，提交输出文件(文件名：姓名文件名：姓名-学学号号-第五次作业第五次作业-分子名称分子名称)。19谢谢！202122232425262728
