G03W入门辅导-1(试用版).ppt

G03W的安装 初始化和作业启动 Gaussian03forWindowsTutorial 1 2010试用版 G03的主要计算功能 可用来预测气相和液相条件下 分子和化学反应的性质 分子的能量和结构过渡态的能量和结构振动频率红外和拉曼光谱热化学性质成键和化学反应能量化学反应路径分子轨道原子电荷电多极矩NMR屏蔽和磁化系数 自旋 自旋耦合常数振动圆二色性强度电子圆二色性强度g张量和超精细光谱的其它张量旋光性振动 转动耦合非谐性的振动分析和振动 转动耦合电子亲和能和电离势极化和超极化率 静态的和含频的 各向异性超精细耦合常数静电势和电子密度 各项计算可针对体系的基态或激发态进行 G03的程序结构 包含74个程序链接模块 Link 分别构成12个程序覆盖段 Overlay 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 其中 G03W的功能和程序结构 G03W各模块功能一览 G03W各模块功能一览 G03W各模块功能一览 G03W各模块功能一览 G03W各模块功能一览 G03W各模块功能一览 G03的基本模块和功能 读入并处理RouteSection读入分子特性参数确定分子对称性 点群和阿贝尔子群 设定和配置基集 计算单电子积分产生MO的初始猜测叠代解SCF方程指认MO对称性 打印MO波函数并进行Mulliken布居分析结束作业 图中所示为G03作业必须执行的基本模块 G03W软件的安装和运行环境设定 G03W的安装 硬件环境 基本配置 内存 2GB 安装后硬盘分区的自由空间 10GB建议配置 内存 3 5GB forWinXP 或 4GB forWindows7 硬盘自由空间 20GB 可最有效地利用计算机资源 最大限度发挥效率和计算容量 安装位置 建议将G03W安装于D或E盘 理由 保护程序文件及积累的输入 输出和有用的中间文件 万一须格式化C 盘时不致丢失按此处置 在Windows系统重装后G03W也不必重装 软件安装 启动Setup exe 按屏幕提示输入软件的 SerialNumber 并设定安装路径 自动完成安装 G03W根目录下的文件和子目录 根目录下共计118个文件和9个子目录 定制缺省的许用内存和硬盘空间 在子目录 Scratch下创建Default Rou文件对缺省值进行设定 可用Notepad或其它文本编辑器打开并修改 W 是Gaussian程序使用的内存单位 双精度字 相当于8字节 byte 1MW 8MB 1GW 8GB G03W在根目录下提供了3个文件Default r1Default r2Default r3供用户做创建Default Rou文件的样板 定义内存和硬盘空间的可用单位是MB MW GB和GW 编制Default Rou文件的实例 打开Default r3文件并进行修改 定制取值根据计算机的内存和硬盘分区自由空间大小而定 一般宜为Windows系统和其它应用软件留出不少于1GB的内存空间 将修改毕的文件改名为Default rou保存到G03 Scratch子目录下 M 1GB MaxDisk 10GB 所采用的定制是内存 1GB 硬盘10GB 适用于总内存为2GB的计算机 G03W程序界面和工具栏 G03W用户界面 点击图标在屏幕上出现用户界面 下拉窗口栏 图形工具栏 当前计算信息显示区 当前作业进程指示栏 用户界面的条形工具栏 File下拉菜单的命令 点击 File 打开下拉菜单 在线创建新作业 打开一个输入文件 修改旧的输入文件 程序的初始化设置 在Process拉菜单的命令 点击 Process 打开下拉菜单 暂停当前作业 当前Link后暂停 恢复运行当前作业 终止当前作业 启动批处理作业 本作业结束后终止批处理 立即终止批处理 Utilities下拉菜单的命令 不同格式分子结构文件的转换 读取 fch文件中的数据并生成3D网格 用 chk文件中的MO波函数生成电子密度和静电势空间网格 从 chk文件中打印频率和热化学数据 编辑批处理作业文件 将 chk文件转换为可供Chem3D读入的 fch文件 将 fch还原为 chk文件 显示指定 chk文件中的作业执行路径行和标题行 将 chk文件转换为 txt格式 显示指定 chk文件中的作业执行路径行和标题行 打开指定的3D分子结构浏览器 程序的初始化设置 点击 File 菜单 Preferences 选项 弹出 GaussianPreferences 对话框 自定义外部文字编辑器 用于打开 out文件 建议使用EditPlus3 DOS定制文件的文件夹 存放作业中间文件和检查点文件的文件夹 输出文件路径 输入文件路径 外部的分子结构3D浏览器 按照用户PC机的实际情况填写各栏目 主窗口显示格式的初始化设置 点击 Display 按钮 弹出 DisplayPreferences 对话框 一般只须设置输出字体 其余项目可用缺省设置 点击 OutputFont 按钮 字体 建议选取 CourierNew CourierNew是等宽字体 可使输出数据的显示整齐美观 主窗口用不同字体输出的显示比较 G03W缺省字体 9 CourierNew字体 G03W的输入 G03W作业的命令和目标分子的荷电 自旋特性及原子坐标等初始数据可择以下三种方式之一输入 在G03W主窗口弹出的 JobEntry 图形界面上直接输入用外部ASCII编辑器编制 gjf输入文件后读入借助3D分子结构图像软件构建 gjf输入文件后读入 G03输入文件的格式 Gaussian输入文件名的后缀为 gjf 它由4个部分构成 Chk H2O Nproc 2 Mem 500MB HF 6 31G OptWater C2v optimization01OH1RH1R2AVariables R 0 89A 105 输入文件 gjf的实例 水分子用6 31G 基集进行几何优化计算的实例 Section RouteSection Title MolecularSpecification 本例中原子是采用内坐标格式 R为键长 A为键角 详见后面说明 在JobEntry图形界面上直接输入 点击 File 菜单上的 New 选项 弹出 JobEntry 图形界面 Link0命令行 作业执行指令行 标题行 电荷与自旋多重度 分子说明部分 设定多步作业的开始步 多步作业中的步序选择 返回主菜单并运行 返回主菜单但不运行 保存为gjf文件 RouteSection中指令错误的检查 放弃作业 在JobEntry图形界面上直接输入 在界面的各空白栏内按要求填入作业的正确输入信息 Link0命令行 作业执行指令行 标题行 电荷与自旋多重度 分子说明部分 RouteSection栏的作业指令的 语法 检查 点击 按钮 检查结果在弹出的DOS黑窗口界面内显示出 返回主菜单并运行 返回主菜单但不运行 保存为gjf文件 RouteSection中指令错误的检查 放弃作业 如语检未通过 则退回 JobEntry 界面按出错信息进行修改后重新语检 语检通过后 可关闭黑窗口 然后点击 Run 按钮启动作业 或根据需要 点击其它三个按钮之一做不同选择 在外部ASCII文本编辑器上编辑输入文件 可用Windows 记事本 或 写字板 编辑 但强烈推荐用EditPlus3 12 EditPlus有什么优点 浏览 编辑文本文件的大小无限制 可进行文本的 列拷贝和删除 以及 长方块的拷贝和删除 NotePad WritePad EditPlus 在Chem3D界面上创建 gjf文件 在 Calculations 下拉菜单上点击 GaussianInterface 选项 在GaussView界面上创建 gjf文件 在 Calculations 下拉菜单上点击 GaussianInterface 选项 填写完毕后点 Edit 按钮保存 gjf文件并打开并打开文本编辑器修改 分子说明段中的坐标选择 分子内坐标的定义 分子中各个原子核的相对位置可采用笛卡尔坐标 分子内坐标 即Z matrix 或二者的混合来表示 笛卡尔坐标下每个原子的输入行为4列 内坐标下每个原子的相对坐标需借助1 3个 参考原子 来定义 每个输入行为7列 内坐标实例 H2O2分子 H2O2具有右旋 a 和左旋 b 两种互为镜像的异构体 在 标准构型参数 近似下 两种分子的原子内坐标分别为 序列号 4的原子均需定义两面角 其取值范围为 180 正负号由 右手定则 确定 即 右旋为两面角的正方向 详见下一页面 右手定则 浅释 取包含3个参考原子的平面为基准面 参考原子2指向原子1的位矢方向为基转轴的正方向 基转轴正方向 若被定义的原子A与参考原子1 2构成的平面位于基准面的逆时针方位 则其二面角参量为正号 否则为负号 根据这一规则 原子H 4 的二面角参量在构型a中为 120 在构型b中则为 120 在内坐标阵列中引入变量符号 分子的几何全优化需对全部3N 6个内坐标进行优化计算 当分子具有二阶或二阶以上的点群对称性时 可将对称等价的键长 键角或两面角用同一变量 英文字母 表示 随后统一赋予初值例如H2O2分子 C2v对称性 有相等的键长 键角各一对 Z matrix可改为 原子内坐标输入结束加一空行后为变量赋初值段 标注 Variables 仅仅是为阅读文件的方便故 Variables 的标注可省略 如欲加之则须保证拼写和标点正确无误 或 引入内坐标变量实例1 CH4分子 对于属Td或Oh群的高对称性分子 坐标变量用于笛卡儿坐标通常也是方便有利的 例如CH4分子 Td 如取右图所示坐标方位 则容易建立原子的直角坐标 引入变量后的内坐标Z 矩阵同样十分简洁 且分子结构的表达非常直观 Chk CH4 631ss Opt RHF 6 31G d p OptMethane Td Optimization01C0 0 0 HaaaH a aaHa a aH aa aa 0 6293 Chk CH4 631ss Opt RHF 6 31G d p OptMethane Td Optimization01CH1R2H1R22A3H1R22A33D4H1R24A33D4Variables R21 09Constants A3109 47122063D4 120 待优化处理的几何参量数由原来的9个约减到1个 不但提高了角计算效率 且保证了对分子对称性的严格控制 苯分子属D6h对称性 所有的键角均为120 两面角均为0 或180 几何参数中的独立变量约减到两个 RCC 即图中的R2RCH 即图中的R7 引入内坐标变量实例2 苯分子 Chk Benzene Freq 631s RHF 6 31G Opt VTightFreq RamanBenzene IR RamanatRHF 6 31G level01CC1R2C2R21A3C3R22A31D4C4R23A32D4C5R24A33D4H1R76A35D7H2R71A36D7H3R72A31D7H4R73A32D7H5R74A33D7H6R75A34D7Variables R2 1 4R7 1 09Constants A3 120 D4 0 D7 180 R2 R7 准备G03W输入文件的一般流程 从准备输入文件到运行G03W 较复杂分子的输入文件不能单靠ASCII编辑器更无法在G03W界面上直接创建 需借助分子图像软件的配合 通常须经历如下流程 用Chem3D ChemDraw创建初始分子结构