热力学性质计算-Gaussian

势能面上的局域极小点De零点能校正后的电离能，实验数据应与此数据比较12021MP2/6-31G*水平下CH4结构优化和频率分析22021输出文件的解释以CH4为例:输入方向:以输入的坐标为准,不做处理

Inputorientation:

---------------------------------------------------------------------CenterAtomicAtomicCoordinates(Angstroms)NumberNumberTypeXYZ---------------------------------------------------------------------1600.0000000.0000000.0000002100.0000000.0000001.0901833101.0278350.000000-0.363394410-0.513917-0.890131-0.363394510-0.5139170.890131-0.363394---------------------------------------------------------------------标准方向:将坐标原点放在分子的电荷中心上

Standardorientation:

---------------------------------------------------------------------CenterAtomicAtomicCoordinates(Angstroms)NumberNumberTypeXYZ---------------------------------------------------------------------1600.0000000.0000000.0000002100.6294180.6294180.629418310-0.629418-0.6294180.629418410-0.6294180.629418-0.6294185100.629418-0.629418-0.629418---------------------------------------------------------------------X，Y和Z各方向上，各原子的z坐标分量乘以自身核电荷后加和，结果为零。标准方向很重要，很多计算的性质是对应于标准方向的，如Freq计算中的分子振动方向32021对称性:StoichiometryCH4

计量化学,分子式FrameworkgroupTD[O(C),4C3(H)]

所属分子对称群Deg.offreedom1

自由度数FullpointgroupTDNOp24

点群LargestAbeliansubgroupD2NOp4

最大阿贝尔子群（乘法法可交换群）

LargestconciseAbeliansubgroupD2NOp4

基组：

Standardbasis:6-311G(d,p)(5D,7F)Thereare12symmetryadaptedbasisfunctionsofAsymmetry.Thereare10symmetryadaptedbasisfunctionsofB1symmetry.Thereare10symmetryadaptedbasisfunctionsofB2symmetry.Thereare10symmetryadaptedbasisfunctionsofB3symmetry.（以上是各种对称性的基函数的个数）

Integralbufferswillbe262144wordslong.

Raffenetti1integralformat.Two-electronintegralsymmetryisturnedon.42basisfunctions,64primitivegaussians,43cartesianbasisfunctions（基函数个数（STOs）和Gaussian型函数个数（GTOs））

5alphaelectrons5betaelectrons

（Alpha电子数和Beta电子数）

nuclearrepulsionenergy13.4331323697Hartrees.

（核推斥能）42021初始猜：

Initialguessreadfromthecheckpointfile:

（这个作业的初始猜是从上个优化步骤地CHk文件读取的；不然的话，缺省用ZNDO作为初始猜）

CH4.chkInitialguessorbitalsymmetries:

（初始猜轨道的对称性）

Occupied(A1)(A1)(T2)(T2)(T2)Virtual(A1)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(A1)(T2)(T2)(T2)(A1)(E)(E)(T2)(T2)(T2)(T1)(T1)(T1)(T2)(T2)(T2)(A1)(E)(E)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(A1)(T2)(T2)(T2)(A1)自洽场：SCFDone:

E(RHF)=

-40.2089173552A.U.after1cycles

自洽场收敛

Convg=0.3754D-11-V/T=2.0014

自洽场收敛判据值和维里系数

S**2=0.0000

自旋平方维里系数应该为2（一般计算的值都会接近这个数）计算的自旋平方值应该很接近理论值，不然自旋污染会比较严重。52021自旋污染当两种自旋不同态（A和B）的势能面比较接近的时候，自洽场计算A状态的体系波函数有可能不只含有A态的成分，可能还混有B的成分。如果混入的B的成分过多，计算得A态的性质就会不准确。这种情况称为自旋污染。

62021一般闭壳层体系的自旋污染较小，开壳层体系可能有较大的自旋污染。当自旋污染严重时，计算的波函数和能量等结果不准确，因此需要消除自旋污染。

72021收敛判据和优化结束

ItemValueThresholdConverged?收敛判据MaximumForce0.0000180.000450YES最大力RMSForce0.0000180.000300YES根均方力MaximumDisplacement0.0000120.001800YES最大位移RMSDisplacement0.0000120.001200YES根均方位移PredictedchangeinEnergy=-1.103230D-10预期能量变化，本身不是优化的收敛判据Optimizationcompleted.--Stationarypointfound.说明发现稳定点（极小点或鞍点）----------------------------!OptimizedParameters!!(AngstromsandDegrees)!--------------------------------------------!NameValueDerivativeinformation(AtomicUnits)!------------------------------------------------------------------------!r1.0902-DE/DX=0.0!优化的变量值------------------------------------------------------------------------82021布居数分析（pop）**********************************************************************PopulationanalysisusingtheSCFdensity.

计算SCF密度的布局数分析**********************************************************************

Orbitalsymmetries:

分子轨道的对称性

Occupied(A1)(A1)(T2)(T2)(T2)

占据的分子轨道的对称性

Virtual(A1)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(A1)(T2)(T2)

非占据的分子轨道的对称性

(T2)(A1)(E)(E)(T2)(T2)(T2)(T1)(T1)(T1)(T2)(T2)(T2)(A1)(E)(E)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(A1)(T2)(T2)(T2)(A1)

Theelectronicstateis1-A1.

对称性表示的电子态

Alphaocc.eigenvalues---11.20795-0.94256-0.54456-0.54456-0.54456

分子轨道

Alphavirt.eigenvalues--0.161670.237020.237020.237020.42707

的本征值

Alphavirt.eigenvalues--0.427070.427070.752710.811860.81186

（能量）

Alphavirt.eigenvalues--0.811860.936161.202031.202031.72078Alphavirt.eigenvalues--1.720781.720781.723331.723331.72333Alphavirt.eigenvalues--2.180262.180262.180262.520712.62076Alphavirt.eigenvalues--2.620762.702222.702222.702222.90063Alphavirt.eigenvalues--2.900632.900633.188374.191064.19106Alphavirt.eigenvalues--4.1910625.15683布居数分析缺省是用SCF密度，如果想用当前方法（此例为MP2方法），Pop（density=Current）

92021电荷分析Condensedtoatoms(allelectrons):

浓缩到原子上的电荷（所有电子）12345

1C

4.720460

0.4102750.4102750.4102750.410275

2H

0.410275

0.573213

-0.024626-0.024626-0.0246263H

0.410275

-0.024626

0.573213

-0.024626-0.0246264H

0.410275

-0.024626-0.024626

0.573213

-0.024626

5H

0.410275

-0.024626-0.024626-0.024626

0.573213对角线上表示分布在原子上的电子；红色数值可以看出1-2，1-3，1-4，1-5之间分布的电子，可以看出成键性

Mullikenatomiccharges:

密立根原子电荷(Gv显示的就是这个值)

1C-0.361558

该C原子上有净的负电荷

2H0.090389

该H原子上有净的正电荷

3H0.090389

4H0.090389

5H0.090389102021偶极矩和多极矩112021Summery

EnterC:\G03W\l9999.exe)1|1|UNPC-UNK|SP|RMP2|6-31G(d)|C1H4|PCUSER|20-May-2004|0||#PMP2(FRZNGC)/6-31G*SP||SP||0,1|C|H,1,1.09018312|H,1,1.09018312,2,109.47122063|H,1,1.09018312,2,109.47122063,3,120.,0|H,1,1.09018312,2,109.47122063,4,120.,0||Version=x86-Win32-G03RevB.05|State=1-A1|HF=-40.1950547|MP2=-40.3325524|RMSD=2.008e-009|PG=TD[O(C1),4C3(H1)]||@给出了计算方法，基组，作业性质，结果的总结输出。从这个Summery可以看出：这是在PC上做的，MP2（FC）/6-31G*的单点能计算；体系电荷是0，多重度是1；内坐标可以看出是甲烷分子；用的是G03B.05版本电子态是1A1；MP2能量是-40.3325524Hatrees；点群是Td；122021不同方法的最终能量输出输出文件中：

EUMP2=-0.11298973809868D+01E(RB+HF-LYP)=-1.16541839959QCISD(T)=-0.11372838215D+01CCSD(T)=-0.11372838215D+01

归档文件中：MP2=-1.1298974HF=-1.1654184QCISD(T)=-1.1372838CCSD(T)=-1.1372838在输出文件中查找计算的体系能量：查找相应的关键词，如，QCISD(T),最后的一个（收敛判据之前的）就是该方法计算的体系能量。Linux下，Vi打开输出文件，用“/QCISD（T）”查找（向下查找）；或用“？QCISD（T）”向上查找；132021频率输出

Fullmass-weightedforceconstantmatrix:Lowfrequencies---0.00080.00080.00087.53617.53617.5361平动，转动（理论上为零）Lowfrequencies---1363.67261363.67261363.6726可能与平动转动耦合的模式的频率Diagonalvibrationalpolarizability:对角化的振动极化率0.25891640.25891640.2589164Harmonicfrequencies(cm**-1),IRintensities(KM/Mole),Ramanscatteringactivities(A**4/AMU),depolarizationratiosforplaneandunpolarizedincidentlight,reducedmasses(AMU),forceconstants(mDyne/A),andnormalcoordinates:123T2T2T2振动模式对称性Frequencies--1363.67261363.67261363.6726频率Red.masses--1.17881.17881.1788约化质量Frcconsts--1.29161.29161.2916力常数IRInten--13.984513.984513.9845红外强度AtomANXYZXYZXYZ原子振动方向160.100.08-0.01-0.060.090.060.05-0.040.1121-0.16-0.080.360.47-0.27-0.14-0.010.41-0.3131-0.12-0.03-0.290.24-0.49-0.22-0.420.00-0.3341-0.45-0.390.070.14-0.25-0.460.14-0.17-0.1651-0.41-0.440.00-0.08-0.030.11-0.270.24-0.48142021热力学性质输出（1）

--------------------Thermochemistry--------------------

Temperature298.150Kelvin.Pressure1.00000Atm.温度和压力Thermochemistrywillusefrequenciesscaledby0.9500频率约化因子，用于热化学校正Atom1hasatomicnumber6andmass12.00000以下列出各个原子的质量数Atom2hasatomicnumber1andmass1.00783Atom3hasatomicnumber1andmass1.00783Atom4hasatomicnumber1andmass1.00783Atom5hasatomicnumber1andmass1.00783Molecularmass:16.03130amu.分子质量Principalaxesandmomentsofinertiainatomicunits:坐标轴方向和转动惯量123EIGENVALUES--11.4064511.4064511.40645转动惯量X0.508230.861220.00000X，Y，Z坐标轴方向Y0.86122-0.508230.00000Z0.000000.000001.00000Thismoleculeisasphericaltop.

Rotationalsymmetrynumber12.

转动对称数

Rotationaltemperatures(Kelvin)7.593417.593417.59341Rotationalconstants(GHZ):158.22110158.22110158.22110

Zero-pointvibrationalenergy113460.3(Joules/Mol)

零点振动能

27.11766(Kcal/Mol)152021热力学性质输出（2）Vibrationaltemperatures:1863.921863.921863.922159.572159.57(Kelvin)4204.284392.364392.364392.36

Zero-pointcorrection=0.043215(Hartree/Particle)ThermalcorrectiontoEnergy=0.046091ThermalcorrectiontoEnthalpy=0.047035ThermalcorrectiontoGibbsFreeEnergy=0.025897Sumofelectronicandzero-pointEnergies=-40.336019SumofelectronicandthermalEnergies=-40.333142SumofelectronicandthermalEnthalpies=-40.332198SumofelectronicandthermalFreeEnergies=-40.35333162021Stabilitiesofcis-andtrans-siomersof1,3-Dibutene172021静态电荷分布和反应活性反应选择性C6H6的C原子上的电荷是-0.199总体上，NH2对苯环有活化作用，NO2对苯环有钝化作用，NH2是邻对位取代基，NO2是间位取代基182021化学反应热的计算反应1：CH3Cl+H产物在MP2(FC)/6-311G**水平上计算对所有反应物和产物做结构优化和频率计算E反应热=E产物总能量—E反应物总能量E反应自由能=E产物总自由能—E反应物总自由能反应平衡常数192021其他可以计算的热力学性质化合物的原子化能计算2.分子的离子化势IP2020213.电子亲和势4.键离解能垂直离子化能和垂直电子亲和势：离子的能量是用分子的结构的去掉一个电子或加上一个电子计算得到的。前提是，认为离子化过程是快速的，短时间内分子结构来不及发生变化。2120215.化学键的键能注：键能和键的解离能不是同一概念。如CH4有第一，第二，第三，第四，四个键的解离能，而它的每个键的键能是相同的，为四个键的解离能的加和平均。

6.化合物的标准生成焓等注：需要从计算原子化能开始，结合原子的实验(或理论)标准生成焓计算。

7.其它化学性质，如同系物的酸性等222021振动分析可以计算的性质：振动频率（IR光谱，Raman光谱）零点能热力学性质同位素效应极化率和超极化率振动转动耦合系数振动圆二色性232021振动分析的关键词

振动分析的选项拉曼光谱Raman非谐性Anharmonic势能函数不是简谐的内转动，受阻转子Hinderedrotor力常数过小的转动振-转耦合VibRot振动圆二色性VCD用于光活性分子同位素效应，温度，压力ReadIsotopes不影响频率数值算法选项：解析频率Analytic数值频率Numeric二阶导数数值Enonly242021FREQ的缺省设置是：有解析方式就计算解析频率，不计算Raman性质MP3，MP4，CISD，CCSD，QCISD等方法没有解析频率，只能算数值频率。一般各种理论方法下，计算的频率和实验测得频率之间有系统误差，需要用校正因子校正（ScaleFactor）252021各种方法计算频率的Scale因子方法：约化因子约化因子（频率）（ZPE）HF/3-21G0.90850.9409HF/6-31G(d)0.89290.9135MP2(Full)/6-31G(d)0.94270.9646MP2(FC)/6-31G(d)0.94340.9676BLYP/6-31G(d)0.99401.0119B3LYP/6-31G(d)0.96130.9804SVWN/6-31G(d)0.98331.0079262021Freq=ReadIsotopes输入#。。。Freq=ReadIsotopes。。。Title02HO10.98空行298.151.50.8929温度，压力约化因子H2用质量数是2（程序读取精确值）的同位素O18用质量数是18（程序读取精确值）的同位素

空行272021Freq=（ReadFC，ReadIsotopes）同一方法基组下计算不同同位素的力常数矩阵（Hessian）相同，因此从前面频率计算的chechpoint文件里读取力常数，计算同位素效应的频率和热力学性质，可以节省许多时间。注：同种元素的不同同位素，几何结构是相同的，电子结构也是相同的