Gaussian入门.ppt

1、Gaussian程序入门,Guassian程序功能,模型化学,模型化学的构成,闭壳层和开壳层,闭壳层和开壳层,闭壳层和开壳层,闭壳层和开壳层,基组（BasisSet）,基组（BasisSet）,基组类型,基组类型,最小基组（MinimalBasisSet）,分裂价基组（SplitValenceBasisSet）,弥散函数（DiffuseFunction）,高角动量基组（HighAnglarMomentureBS）,有效核势基组（EffectiveCorePotentialBS）,基组,半经验方法,半经验方法的局限性,Hartree-Fock理论的局限性,电子相关和后SCF方法,电子相关和后SC

2、F方法,密度泛函理论（DFT）方法,不同理论方法的资源消耗,Gaussian,Overlay1,Overlay9,10,11,99,L101,L102,L122,Overlay0,L0,L001,Gaussian程序的结构link0:初始化程序，控制overlaylink1:读入并处理RouteSection，建立要执行的link列表link9999:终止计算,Overlay99,L9999,定制内存和硬盘,-M-2MW-#-MaxDisk=400MBGaussian程序使用的内存单位W是双精度字，相当于8字节2MW=16MB设置方法：将Default.r1文件改成default.rou,Ga

3、ussian程序界面,Preferences:对Gaussian程序进行初始化设置,自定义外部文字编辑器，用来打开.out文件link.exe所在的文件夹临时文件存放文件夹,Gaussian图形工具栏,开始作业暂停当前作业当前link后暂停终止当前作业和批处理恢复当前作业在当前作业完成后终止批处理终止当前作业编辑或建立批处理,批处理专用,打开外部编辑器编辑输出文件,将.chk文件转换为.fch文件，这种文件可以使用图形软件打开将.fch文件还原为.chk文件从指定.chk文件中显示作业的routesection和title将.chk文件转换成文本格式将以前版本的Gaussian产生的.chk文

4、件转换为G03的.chk文件,Gaussian程序工具,编辑批处理作业文件转换不同格式的分子结构文件读取.fch文件中的数据并生成三维空间网格图利用.chk文件中的分子轨道，生成电子密度和静电势的空间分布网格图从.chk文件中打印出频率和热化学数据,Gaussian程序工具,NewZmat工具界面,Gaussian程序工具,%Section设定作业运行的环境变量RouteSection设定作业的控制项Title作业题目电荷与自旋多重度MoleculeSpecification分子说明,Gaussian程序的输入文件,%chk=water.chk%Section：行首以%开始，段后无空行%rwf

5、=water.rwf#phf/6-31gscfcyc=250scfcon=8RouteSection：行首以#开始，段后加空行Watertitle：作业的简要描述，段后加空行01MolecularSpecification：O分子说明部分，段后通常加空行H1R1H1R12a1R1=1.04a1=104.0,Gaussian作业的格式,%Section(link0),定义计算过程中的临时文件%chk=name.chk.chk文件在计算中记录分子几何构型，分子轨道，力常数矩阵等信息%rwf=name.rwf.rwf文件主要在作业重起时使用，当计算量比较大时，.rwf文件通常会非常大，此时需要将之分

6、割保存%int=,%d2e=文件在计算过程中存储双电子积分,.d2e文件在计算过程中存储双电子积分的二阶导数内存使用控制%mem=n控制运行过程中使用内存的大小,可以以W或者MB，GB为单位default：6000000W48MB综合考虑到计算的需要和硬件水平，内存并非给得越多越好，最有效率的方法是根据作业类型估算所需要内存的大小,RouteSection,RouteSection以#开始，#控制作业的输出#N正常输出；默认(没有计算时间的信息)#P输出更多信息。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(包括执行时间数据，以及SCF计算的

7、收敛信息)#T精简输出：只打印重要的信息和结果。RouteSection主要由方法，基组，任务类型三部分组成方法与基组Gaussian程序能完成的任务类型：,RouteSection采用自由格式，大小写不敏感同一行不同项之间可以使用空格，逗号和“/”连接；例：#phf/6-31gscfcyc=230scfcon=8#p,hf/6-31g,scfcyc=230,scfcon=8关键词可以通过keyword=option,keyword(option),keyword=(option1,option2,.)，keyword(option1,option2,.)指定例：#pHF/STO-3Gopt#

8、pHF/STO-3Gopt=(TS,readfc),Title部分必须输入，但是程序并不执行，起标识和说明作用,TitleSection,Charge&Multipl.,输入分子的电荷和自旋多重度例：电荷多重度2s+1H2O01H3O+11NO02O202电荷多重度部分通常也算作分子说明,MolecularSpecification,分子说明部分主要用来定义分子核相对位置分子核相对位置可以用笛卡尔坐标，内坐标(Z-matrix)，或者是二者混合表示笛卡尔坐标是内坐标的一种特殊形式分子坐标的格式为:元素符号,x,y,z元素符号(n)原子1键长原子2键角原子3二面角格式代码(0,180)以原子在分

9、子中的序数表示通过右手规则确定,例1：使用HF方法，优化H2O2分子,%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01HO10.9O21.41105.0H30.92105.01120.0,%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01H0.0000.0000.000O0.0000.9000.000O1.3501.2620.000H1.4641.742-0.752,内坐标表示笛卡尔直角坐标表示上述两个作业将对H2O2分子的结构进行完全优化，包括

10、所有的键长键角和二面角。通过将内坐标定义成变量，可以对分子结构进行部分优化,%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01HO1r1O2r21a1H3r12a11d1r1=0.9r2=1.4a1=105.0d1=120.0通过对两个键长和键角使用同一变量定义可以控制分子的对称性,%chk=h2o2.chk%rwf=h2o2.rwf#phf/6-31goptH2O2energycalculation01HO1r1O2r21a1H3r12a11d1r1=0.9a1=105.0变量部分d1=120.0r2=1.4常量部分通

11、过设定常量，可以使程序只对分子结构进行部分优化,例2：C2H4分子平面形分子,#HF/STO-3GOPTC2H4opt01CC1r1H1r22a1H1r22a13180.0H2r21a130.0H2r21a140.0r1=1.32r2=1.09a1=120.0,通过同一个变量控制C-H键长把二面角定义为180和0的常量来控制分子的平面构型,单点能计算（SP）,单点能计算关键词设置,输入文件格式,输出文件的信息,输出文件的信息,分子轨道和轨道能级,分子轨道和电荷分布,HOMO和LUMO轨道,电荷分布,输出文件的信息,核磁计算,甲烷的NMR化学位移：195.1196-199.0522-3.9ppm

12、,上机练习,几何构型优化（OPT）,势能面（PES）,势能面（PES）,将总能按泰勒级数展开,势能面（PES）,对于多原子分子体系，其能量对位置的二阶偏导数矩阵可以表示为：,势能面（PES）,通过正则变换,可以找到一组坐标i(i=1,2,3N-6)使上述HessianMatrix对角化：,寻找极小点,几何优化默认的收敛标准：,OPT输出文件,OPT输入文件格式,寻找过渡态,复杂体系的优化,上机练习,频率分析,频率分析输入文件,频率分析输出信息,频率分析输出信息,预测红外和拉曼光谱,频率分析输出信息,频率和零点能校正因子,频率分析输出信息,热化学,频率分析输出信息,零点能和热能,频率分析输出信息,极化率和超极化率,频率分析输出信息,表征驻点的性质,频率分析输出信息,表征驻点的性质,上机练习,反应途径,反应途径,精确的方法：IRC,反应途径,用IRC方法研究