Gaussian入门¶
Gaussian的功能¶
作为一款使用最广泛的量子化学计算软件,其功能很齐全,常见的功能有:
- 几何优化
- 势能面扫描
- 过渡态搜索,IRC计算
- 振动分析
- 电子激发态,光谱计算
- NMR,磁化率,自旋耦合,超精细耦合
- 从头算动力学
- 波函数分析
- 极化率和超极化率计算
- 周期性计算
等等.
同时具有配套的图形软件Gaussview.windows版本的gaussian也有比较方便的图形界面(但是我只有linux版本的安装包,所以下面就是基于linux版本的),我使用的版本是Gaussian16.
Gaussian文件,程序结构¶
文件类型主要是以下四个大类:
- 输入文件:.gjf,.com 两种都可以,包含坐标,计算方法,内存分配,计算任务等
- 输出文件: .out,.log文件 计算结果电子轨道能量,密度矩阵,布局分析结果等等
- 检查点文件: .chk,.fchek,含有分子结构,轨道系数等等信息
- 读写文件: rwf 含有整个计算的所有信息,正常运行完毕之后会被删除
- 其他文件: .inp..d2e...没啥用的文件
程序结构:
不是单个可执行的exe文件,而是大量的Link构成的,每个Link执行不同的任务,依次调用来完成计算任务.
输入文件¶
输入文件的主要架构为:
!!! note '主要架构'
{link0命令}
#[关键词行]
空行
[标题]
空行
[电荷,自旋多重度]
[坐标]
空行
{额外信息输入}
link0命令¶
link0命令主要用于指定计算资源,常见的有内存分配的上限和计算时使用的线程的个数:
关键词¶
关键词用于指定计算方法,基组,计算任务.
以这个关键词行为例:
首先先指定计算方法,这里使用的是DFT,所以直接指定交换关联泛函为M062X,然后以/隔开,加上计算使用的基组.
下一步是指定计算任务,opt代表结构优化,=tight代表严格收敛,freq代表执行频率计算
前面还有个#,这个是用来指定输出详细程度的:
D3校正¶
在Gaussian中加D3的方法是在关键词行中指定一个参数的属性:
混合基组¶
可以指定对不同的原子应用不同的基组,在节省计算资源的同时还能保持一定的精度,例如,对于甲醇的计算,C=O键是决定化学性质的键,所以我们希望个C和O两个原子使用的基组复杂一些,H用的基组就简单一些.
#p B3LYP/gen !原本放基组的地方用gen关键词代替
...
C O
deftzvp
*** !这里代表C和O两个原子使用deftzvp基组,制定完毕后要用***隔开.
H
6-31G**
***
使用赝势基组¶
Gaussian中可以使用的赝势基组包括:Lanl1MB,Lanl1DZ,Lanl2MB,Lanl2DZ,SDD,def2系列基组等等
def2基组是自带赝势的,对于前四个周期的是全电子基组,对于五,六周期的是赝势基组.
使用赝势基组的方式和使用混合基组比较类似,但是在基组的后面要再写一遍以指示赝势基组,同时,前面要加genecp关键词
坐标输入¶
两种方式,笛卡尔坐标和内坐标(Z矩阵),使用Gaussview或者rdikit软件包可以快速生成