- •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
Virtual (a1) (e) (e) (e) (e) (a1) (a1) (e) (e) (a1)
The electronic state is 1-A1.
Alpha occ. Eigenvalues -- -15.47015 -1.08581 -.57863 -.57863 -.39644
Alpha virt. eigenvalues -- .23877 .34258 .34258 1.17168 1.17168
Alpha virt. eigenvalues -- 1.21272 1.41982 1.56330 1.56330 2.54383
Condensed to atoms (all electrons):
1 2 3 4
1 N 6.867836 .311702 .311702 .311702
2 H .311702 .481116 -.030233 -.030233
3 H .311702 -.030233 .481116 -.030233
4 H .311702 -.030233 -.030233 .481116
Total atomic charges:
1
1 N -.802943
2 H .267648
3 H .267648
4 H .267648
Sum of Mulliken charges= .00000
Atomic charges with hydrogens summed into heavy atoms:
1
1 N .000000
2 H .000000
3 H .000000
4 H .000000
Sum of Mulliken charges= .00000
Electronic spatial extent (au): <R**2>= 27.9314
Charge= .0000 electrons
Dipole moment (Debye):
X= .0000 Y= .0000 Z= -2.0345 Tot= 2.0345
Quadrupole moment (Debye-Ang):
XX= -5.9372 YY= -5.9372 ZZ= -8.8708
XY= .0000 XZ= .0000 YZ= .0000
Octapole moment (Debye-Ang**2):
XXX= .0000 YYY= 1.1022 ZZZ= -1.3521 XYY= .0000
XXY= -1.1022 XXZ= -.8967 XZZ= .0000 YZZ= .0000
YYZ= -.8967 XYZ= .0000
Hexadecapole moment (Debye-Ang**3):
XXXX= -9.9532 YYYY= -9.9532 ZZZZ= -8.6527 XXXY= .0000
XXXZ= .0000 YYYX= .0000 YYYZ= -.3878 ZZZX= .0000
ZZZY= .0000 XXYY= -3.3177 XXZZ= -3.2315 YYZZ= -3.2315
XXYZ= .3878 YYXZ= .0000 ZZXY= .0000
N-N= 1.098918819124E+01 E-N=-1.528058566856E+02 KE= 5.533968500295E+01
Symmetry A' KE= 5.300216015870E+01
Symmetry A" KE= 2.337524844243E+00
Расчет частот колебаний и термохимических поправок к полной энергии проводится Гауссианом как отдельная задача, которая запускается после выполнения процесса оптимизации геометрии. Следует заметить, что эта процедура также будет работать и в случае расчета при произвольной (неоптимизированной) геометрии системы, однако в этом случае полученные значения будут неверными. Соответствующую информацию о частотах и термодинамических характеристиках Гауссиан выдает в разделе сразу же после завершения процедуры SCF-самосгласования. Сначала идет информация о частотах колебаний. Ниже приведены первые три частоты колебаний молекулы NH3.
Harmonic frequencies (cm**-1), IR intensities (KM/Mole),
Raman scattering activities (A**4/AMU), Raman depolarization ratios,
reduced masses (AMU), force constants (mDyne/A) and normal coordinates:
1 2 3
A1 E E
Frequencies -- 855.1427 1857.9452 1857.9452
Red. masses -- 1.1947 1.0787 1.0787
Frc consts -- .5148 2.1939 2.1939
