- •Компьютерная технология квантово-химических расчетов с помощью программного пакета “gaussian” Методическое пособие
- •Введение
- •Строение электронной оболочки атома
- •Волновая функция электрона и стационарное уравнение Шредингера
- •1.2 Решение уравнения Шредингера для атома водорода и водородоподобных атомов
- •1.3 Многоэлектронные атомы
- •Аналитические аппроксимации атомных орбиталей и атомные базисные наборы
- •Атомные псевдопотенциалы
- •II. Теория электронного строения молекул
- •2.1 Метод молекулярных орбиталей (мо лкао)
- •В заключение этого раздела необходимо обратить внимание еще на одно весьма важное обстоятельство.
- •2.2 Теория возмущений Мёллера-Плессе
- •2.3 Теория функционала плотности
- •2.4 Полуэмпирические методы квантовой химии
- •2.5 Модель реакционного поля для учета эффектов сольватации
- •III. Порядок работы с программным пакетом квантово-химических расчетов “ гауссиан”
- •3.1 Структура файла исходных данных
- •0 1 (Спецификация молекулы)
- •Variables:
- •3.2 Структура выходного файла
- •Variables:
- •Initialization pass.
- •Isotopes: n-14,h-1,h-1,h-1
- •Item Value Threshold Converged? Maximum Force .043925 .000450 no
- •Virtual (a1) (e) (e) (e) (e) (a1) (a1) (e) (e) (a1)
- •Ir Inten -- 381.2474 22.7331 22.7331
- •22.61138 (Kcal/Mol)
- •Vibrational temperatures: 1230.35 2673.15 2673.15 5243.52 5468.34
- •Vibrational 22.653 .605 .172
- •3.3 Алгоритм составления z-матрицы
- •3.3.1. Использование внутренних координат атомов.
- •Variables:
- •Variables:
- •3.3.2 Использование декартовых координат атомов.
- •3.3.3 Смешанное использование внутренних и декартовых координат.
- •Variables:
- •3.3.4 Использование псевдоатомов.
- •Variables:
- •IV. Оптимизация молекулярной геометрии
- •Расчет молекулы при фиксированной геометрии
- •Оптимизация геометрии
- •V. Расчет путей химических реакций
- •5.1 Поверхность потенциальной энергии реакций
- •5.2 Поиск переходного состояния.
- •Variables:
- •Variable Old X -de/dx Delta X Delta X Delta X New X
- •Item Value Threshold Converged?
- •Variable Old X -de/dx Delta X Delta X Delta X New X
- •Item Value Threshold Converged?
- •Ir Inten -- 18.4533 18.9748 128.0921
- •1 Imaginary frequencies ignored.
- •Variables:
- •Variables:
- •Iteration 8
- •I X gradient displacement newx
- •Item value threshold converged?
- •Ir Inten -- 18.5781 18.9228 128.1958
- •1 Imaginary frequencies ignored.
- •5.3 Расчет пути химической реакции.
- •Irc calculation in mass-weighted internal coordinates
- •Variables:
- •VI. Учет влияния эффектов сольватации
- •Version: matrix inversion
- •174 Tesserae over a maximum of 1500
- •VII. Дополнительные сведения
- •7.1. Порядок следования разделов в исходном файле
- •7.2. Методы расчета, реализованные в Гауссиане
- •7.3. Встроенные базисные наборы и псевдопотенциалы атомов
- •7.4. Наиболее часто употребляемые директивы
- •7.4.1 Опции директивы Opt
- •7.4.2 Опции директивы Freq
- •7.4.3 Опции директивы scrf
- •7.4.4 Опции директивы scf
- •7.4.5 Опции директивы Pop
- •7.4.6 Опции директивы Guess
- •7.4.7 Опции директивы Geom
- •7.4.8 Опции директивы irc
- •7.5. Задание базисных наборов и псевдопотенциалов во входном файле
- •VIII. Заключение
Isotopes: n-14,h-1,h-1,h-1
Standard basis: 3-21G (6D, 7F)
There are 11 symmetry adapted basis functions of A' symmetry.
There are 4 symmetry adapted basis functions of A" symmetry.
Crude estimate of integral set expansion from redundant integrals=1.305.
Integral buffers will be 262144 words long.
Raffenetti 1 integral format.
Two-electron integral symmetry is turned on.
15 basis functions 24 primitive gaussians
5 alpha electrons 5 beta electrons
nuclear repulsion energy 12.0444497094 Hartrees.
One-electron integrals computed using PRISM.
The smallest eigenvalue of the overlap matrix is 6.774E-02
Initial guess read from the read-write file:
Initial guess orbital symmetries:
Occupied (A1) (A1) (E) (E) (A1)
Virtual (A1) (E) (E) (E) (E) (A1) (A1) (E) (E) (A1)
Requested convergence on RMS density matrix=1.00E-08 within 64 cycles.
Requested convergence on MAX density matrix=1.00E-06.
Keep R1 integrals in memory in canonical form, NReq= 425915.
SCF Done: E(RHF) = -55.8702622957 A.U. after 9 cycles
Convg = .6588E-08 -V/T = 2.0014
S**2 = .0000
В качестве результата работы SCF-процедуры выдаются на печать: полная энергия E(RHF), количество итераций (9 циклов), за которое была достигнута сходимость, значение критерия сходимости (Convg), значение критерия вириала (-V/T), среднее значение квадрата спинового момента (S**2). После этого оцениваются градиенты, и по результатам этой оценки делается следующий шаг, после чего процедура повторяется. При этом Гауссиан выдает в выходном файле некоторую информацию о процессе оптимизации. Наиболее значимой информацией (помимо разницы полной энергии системы на отдельных циклах) является информация о значениях критериев сходимости для процедуры оптимизации. Этих критериев четыре, и в выходном файле они выглядят следующим образом:
Item Value Threshold Converged? Maximum Force .043925 .000450 no
RMS Force .033904 .000300 NO
Maximum Displacement .071481 .001800 NO
RMS Displacement .050606 .001200 NO
Predicted change in Energy=-1.472020E-03
GradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGrad
Здесь в первой колонке перечисляются критерии, во второй - приводятся их значения, в третьей - допустимые значения, в четвертой - информация о том, достигнута сходимость по этому критерию или нет. Далее приводится ожидаемое изменение в энергии в течение текущего шага.
После этого дается информация о текущей геометрии системы, аналогично тому, как эта информация выдавалась для начальной геометрии. Далее осуществляется следующий шаг оптимизации.
Исключение в данном случае составляют первый и последний шаги оптимизации. На этих шагах выдается дополнительная информация о рассчитываемой системе, а именно, значения энергий молекулярных орбиталей, информация о распределении электронов по орбиталям, анализ заселенности по Малликену, эффективные заряды атомов, мультипольные моменты системы и их компоненты.
Orbital Symmetries:
Occupied (A1) (A1) (E) (E) (A1)