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GaussView画图技巧 九个基本高级技巧 1 三个变形工具 上图的三个变形工具可以实现旋转分子的某一部分以及断键成键和选择键型等功能 我们不妨将这些工具依次称为 键长 键角 和 二面角 工具 根据需要必须适当选择某些原子的旋转方式 有 旋转全组 Translategroup 默认 旋转原子 Translateatom 和 固定 Fixed 三种 如下图所示 例1 1构造乙烷的重叠式构象 思路很简单 只需将其中一个甲基相对于另一个甲基绕C C键旋60即可 将二面角从180度设为120度 就可以将右边的甲基旋转60度 从而得到乙烷的重叠式构象 2 利用加氢工具获得最佳成键位置 利用上图的加氢工具可以对某个原子添加一个氢原子 但这个氢原子的成键取向有时并非我们想要的 解决办法是 既然我们第一个加氢的取向不理想 那么我们就再添加一个 就这样连续不断地加氢 直到所加的氢原子的位置符合我们需要位置 然后利用删除工具将前面添加的氢原子全部删除即可 加氢工具的另一个目的就是为 后面添加其他基团做准备 用基团工具点击氢原子将氢原子取代掉后即可达到在一定的成键方向添加某个基团的目的 例2 1 构造出环戊二烯 用删除工具删除CH2的两个氢原子 再用加氢工具加一个氢原子即可得到正确取向的氢 例2 1 构造出环戊二烯 用删除工具删除CH2的两个氢原子 用加氢工具加一个氢原子即可得到正确取向的氢 用羰基点击氢原子将氢原子取成羰基 3 点群工具 是将分子进行对称化 选择菜单Edit PointGroup 即弹出上图的点群工具对话框 选定适当的容差值 tolarence 即可将分子进行对称化 使分子具有某种点群对称性 点击 Symmetrize 按钮后 分子就已经具有相应点群对称性了 如果再选择 Constraintosubgroup 中的某个点群 则笛卡尔坐标轴的定向将按照分子的对称轴进行选取 如下图所示 如果再选中下方的 Alwaystrackpointgroupsymmetry 选项 则后面当我们利用变形工具改变某个几何参数 键长或键角或二面角 时或者删除工具删除某个原子时 分子将按照对称性的要求自动改变其他对称相关的几何参数 键长或键角或二面角 或删除其他对称相关的原子 例子3 1 构造出环戊二烯 用删除工具删除CH2的两个氢原子 再用加氢工具加一个氢原子即可得到正确取向的氢 用点群工具将该结构对称化为D5h点群 容差值为0 3 同时选中 Alwaystrackpointgroupsymmetry 这样用键长工具将任一个C C键长设1 44 键型设为 共轭双键 则其余四个C C键都拥有同等键长和键型 同时具有D5h点群对称性的环戊烯分子中心就是坐标原点 4 显示坐标轴点击右键菜单可以选择显示笛卡尔坐标轴 显示坐标轴可以更准确地添加原子或虚原子 例子4 1 接上例 添加一个笛卡尔坐标轴5 添加虚原子 构建晶体结构 点击上面图标 AtomListEditor 点击symbol选择一个任意重复的原子为虚原子 6 删除虚原子 点击上图 在弹出的 AtomListEditor 窗口中选中要删除的原子 然后选择菜单Edit DeleteAtoms Selected 例6 1 接上例添加虚原子 7 利用晶体工具在一定方向复制分子 晶体工具也可以通过选择菜单Edit PBC 调出 晶体工具除了构造一维至三维晶体结构外 还可以实现分子的平移复制 方法是 在弹出的PBC对话框中选择Symmetry选项卡中的 LatticeDimension 中的 Three 即构造三维晶体结构 一般来说三个晶轴的方向中的一个是沿着分子主轴的方向 我们可以通过调节Alpha至Gamma角来得到我们想要的一个晶轴取向 然后 在 Cell 选项卡中设定晶格长度 a b和c的大小 再在 View 选项卡中选择该晶轴方向复制的数目 最后点 Combine 按钮既可 完成后可以将PBC对话框Symmetry选项卡的 LatticeDimension 一项设为 None 即可取消周期性条件 例7 1 接上例构建三维的晶体结构 8复制和粘贴工具进行分子的复制和粘贴 但其局限性在于只能按照软件默认的方向粘贴分子 因此往往需要一些后续操作才能符合我们的要求 9 平移分子 旋转分子用快捷键Alt Shift即可平移 用Ctrl Alt即可旋转分子 几何优化 一 几个概念1 1密度泛函 DFT 密度泛函 DensityFunctionalMethods 密度泛函是最近几年兴起的第三类电子结构理论方法 它采用泛函 以函数为变量的函数 对薛定鄂方程进行求解 由于密度泛函包涵了电子相关 它的计算结果要比HF Hartree Fock方 方法好 计算速度也快 1 2化学模型 ModelChemistries Gaussian包含多种化学模型 比如计算方法Gaussian关键词方法HFHartree Fock自恰场模型B3LYPBecke型3参数密度泛函模型 采用Lee Yang Parr泛函MP2二级Moller Plesset微扰理论MP4四级Moller Plesset微扰理论QCISD T 二次CI 在B3LYP水平上进行的计算结果 在几何优化上有明显的优势 这些结论显示 如果可能 使用B3LYP 6 31G d 进行几何构型和零点能计算 使用B3LYP 函数 的最大基组进行能量计算 1 3基组基组是分子轨道的数学表达 其中一种为分裂基组 最精确的方法是B3LYP 6 311 G 3df 2df 2p 和B3LYP 6 31G d 注意其表示用后一种方法优化结构 用前一种方法计算能量及性质 这不是最昂贵的计算方法 1 4弥散函数 DiffuseFunctions 6 31 G d 基组表示的是6 31G d 基组在重原子上加上弥散基组 6 31G d 基组表示对于氢原子也加上弥散函数 这两者一般在精度上没有大的差别 1 5分子结构首先是电荷和自旋多重度 电荷就是分子体系的电荷了 没有就是0 自旋多重度就是2S 1 其中S是体系的总自旋量子数 其实用单电子数加1就是了 没有单电子 自旋多重度就是1 1 6分子几何构型一般可以用迪卡尔坐标 也可以用Z 矩阵 Z Matrix 二 Gaussian计算实例 进行几何优化 在起始结构的附近寻找具有最低的能量的结构 计算优化乙烯结构 第一步 写好高斯输入文件 1 画出乙烯分子结构并保存文件 2 点击菜单上的Calculate 选中Gaussian 打开高斯计算设置窗口 3 设定工作类别optimization 4 设定计算方法 GroundState表示计算基态 DFT 表示用密度泛函理论 Unrestricted表示用非限制性的 即分别计算 电子和 电子 B3LYP表示用的函数为B3LYP函数 下一行为计算所用基组设置 本计算采用的基组为6 31G 后面的是加极化函数和弥散函数 我们这儿暂时不考虑 然后再一下行第一个Charge表示计算分子所带电荷量 这里设为0 表示是中性分子 然后是自旋多重度spin singlet表示自旋多重度为1 分子中没有单电子 5 设置作业标题 手写输入ethyleneopt 6 设置所需资源 chk ethylene chk表示计算结果生成的chk文件命名为ethylene chk mem 6MW表示计算所需内存为6M nproc 1表示所需cpu数目为1