Gaussian计算软件的使用

1、Gaussian计算软件的使用,Gaussian功能介绍,Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包。其可执行程序可在不同型号的大型计算机，超级计算机，工作站和个人计算机上运行，并相应有不同的版本。 高斯功能： 分子能量和结构 过渡态能量和结构 键和反应能量 分子轨道 多重矩 原子电荷和电势 振动频率 红外和拉曼光谱 核磁性质 极化率和超极化率 热力学性质 反应路径 可执行各类不同精度和理论档次的MO 计算，包括Hartree-Fock 水平从头算（HF）、Post-HF 从头算（各级CI 和MP）、MC-SCF法、密度泛函理论（DFT），以及多种半经验量子化学方法，进行分子和化学反应

2、性质的理论预测。,Gaussian 的启动,工作环境初始化设置,G98W 安装后的首次启动时需进行工作环境初始化设置，规定主程序、检查点文件、输入输出文件等默认子目录和路径。其内容记录在G98W 根目录下的初始化文件g98w.ini 上。用户可以在启动G98W 前用Notepad 对该文件直接编辑修改，也可点击“File”下拉菜单中的“Preference”选项在程序界面上进行设定。下面介绍后一种初始化方式。在主窗口上打开下拉菜单File,点击“Preference”选项后将跳出如图所示的“Gaussian Preference”对话框，图中给出了填写的实例。,输入文件,Link 0 Comm

3、ands Route Section Blank line Title Section Blank line Molecule Specification Blank line Variables Section Blank line Additional Sections,命令行：定义中间文件名和资源限制 关键词行：指定工作类型、模型化学和选项 空行 说明行：计算的简要描述 空行 给出计算体系的几何结构(包括电荷,多重度) 空行 指定分子几何机构中的变量值 空行 进行其他计算,在G98W 下拉菜单中点击“File-New”，屏幕上跳出如下图所示的输入文件编辑对话框。框内工具条上各按钮的功能为

4、,运行作业,将所有键入内容核对无误后点击钮，屏幕上跳出如图所示的“Enter output filename”窗口，要求用户确认或更改输出文件名：,程序默认的输出文件与输入文件同名（后缀改为out）。为便于查阅对照，一般不应将其更改而直接点击“保存”钮。此时，对话框消隐，作业立即启动。主窗口显示如图所示：,作业正常结束后G98W 主窗口的形貌如图所示：,用外部文本编辑器打开输出文件，阅读、分析和编辑计算结果,性质计算-单点能,性质计算-几何优化,势能面,寻找极小值,寻找过渡态,难处理的优化,练习,优化时常用的关键词,%chk=td-fang-2-2 #P B3LYP/6-31G* POPT(t

5、ight, maxcycle=200,restart) SCF(direct,maxcycle=200) GFINPUT IOP(6/7=3) TEST td at 12.26 0 1 .,频率或者NMR计算,#P B3LYP/6-31G* FREQ GFINPUT IOP(6/7=3) TEST #P B3LYP/6-31G* NMR GFINPUT IOP(6/7=3) TEST,GEN基组和PSEUDO,#p B3LYP/GEN PSEUDO=READ GFinput POPT TEST au-au(PMe3)2 05-06-2003 0 1 au 0.0 0.0 0.0 p 0.0 0

6、.0 1.9 auxx3 1.380000 pxx4 2.440000 cp5 1.950000 P 0 6-31+g(d) * Au 0 CEP-121G * Au 0 CEP-121G,CIS光谱计算,CIS 单点 #P CIS(singlets,Nstates=30, root=1)/6-31G* TEST 或者 #P HF/6-31G* CIS(singlets,Nstates=30, root=1) TEST CIS 优化 #P CIS(singlets,Nstates=30, root=1)/6-31G* POPT FREQ TEST,CIS相关关键词,Singlets 只算单重态

7、 Triplets只算三重态 50-50单重和三重态各占一半 Root=N 研究CIS计算的第几个激发态Direct 加快计算速度，减小硬盘使用空间 Restart从Chk文件中重新开始 CIS 计算 Read从Chk文件中读 CIS 分析激发态电荷情况 用 Density=current 或者Density=CIS,接CIS优化,# CIS(restart)/3-21g* guess=read geom=check POPT TEST 或者 # CIS/3-21g* POPT=restart TEST,TD光谱计算,#P B3LYP/6-31G* TD(singlets,Nstates=30

8、, root=1) TEST 如果中间断电可以用下面来接， #P B3lyp/3-21g* TD=restart guess=read geom=check TEST,TD相关关键词,Singlets 只算单重态 Triplets只算三重态 50-50单重和三重态各占一半 Root=N 研究TD计算的第几个激发态Direct 加快计算速度，减小硬盘使用空间 Read从Chk文件中读 TD （G03有，好像G98 A11.2也有） SOS Do sum-over states polarizabilities, etc.,Gaussian中NBO计算,# B3LYP/6-31G(d,p) Pop

9、=(NBO, NPA, NBORead) Example of NBO bond orders 0 1 C 0.000000 0.665676 0.000000 H 0.919278 1.237739 0.000000 H -0.919239 1.237787 0.000000 C 0.000000 -0.665676 0.000000 H -0.919278 -1.237739 0.000000 H 0.919239 -1.237787 0.000000 $nbo bndidx file $end,消除自旋污染,SCF Done: E(UHF) = -111.945340085 A.U. a

10、fter 19 cycles Convg = 0.3946D-08 -V/T = 2.0071 S*2 = 2.0318 S*2=如果没有自旋污染，它会等于s(s+1)，这里s等于1/2的未成对电子数倍 在Gaussian中，选项“iop(5/14=2)” 告诉程序用湮灭后的波函数产生布局数分析,来降低自旋污染。,Gaussian中的不收敛问题的解决,1)由于体系有很多能量相近的能级，导致计算不收敛。 如果计算中采用的是Hartree-Fock方法或者其他的混合形式的交换相关势（如B3LYP）,则可以尝试一下的方法进行改进。 2)采用更小的基组由于一定的基组对应于一定精度和速度，所以更换基组并

11、不在所有的情况下都适用。 3）Level shifting 如果不收敛的原因是波函数的震荡行为，通常是因为在相近的能量上的泰的混合。对于这种情况，我们可以采用level shifting的方法。Level shifting的含义是人工的升高非占据轨道的能级，以防止和最高占据轨道之间的混合，以达到收敛的目的。在Gaussian中此方法的关键词为SCF=Vshift ）放宽收敛标准 在Gaussian中设置收敛标准的命令行是Conv=7 for 10-7 ,对优化有用,Gaussian中的不收敛问题的解决,4）尝试改变初始构型此方法相当于改变解非线性方程时改变初始值。 5）在SCF中用QC选项 在Gaussian中用SCF(QC)的关键字。此关键字将大大增加计算时间，但是收敛的机会