中南大學高斯作業(yè)(應(yīng)化)

中南大學化學化工學院高斯計算報告第一部分Gaussian與GaussView5.0.8簡介一．關(guān)于GaussianGaussian是一個功能強大的量子化學綜合軟件包。其可執(zhí)行程序可在不同型號的大型計算機，超級計算機，工作站和個人計算機上運行，并相應(yīng)有不同的版本。Gaussian功能主要有：分子能量和結(jié)構(gòu)、過渡態(tài)能量和結(jié)構(gòu)、鍵和反應(yīng)能量、分子軌道、多重矩、原子電荷和電勢、振動頻率、紅外和拉曼光譜、核磁性質(zhì)、極化率和超極化率、熱力學性質(zhì)、反應(yīng)路徑等。Gaussian的計算可以對體系的基態(tài)或激發(fā)態(tài)執(zhí)行?？梢灶A(yù)測周期體系的能量，結(jié)構(gòu)和分子軌道。因此，Gaussian可以作為功能強大的工具，用于研究許多化學領(lǐng)域的課題，例如取代基的影響，化學反應(yīng)機理，勢能曲面和激發(fā)能等等。二．關(guān)于GaussView5.0.8GaussView5.0.8初始界面簡介（1）GaussView是一個專門設(shè)計于高斯配套使用的軟件，其主要用途有兩個構(gòu)建高斯的輸入文件以圖的形式顯示高斯計算的結(jié)果除了可以自己構(gòu)建輸入文件外，GaussView還可讀入CHEM3D，HYPERCHEM和晶體數(shù)據(jù)等諸多格式的文件。從而使其可以于諸多圖形軟件連用，大大拓寬了使用范圍（詳見下圖）:（2）主要功能鍵的介紹第一行為菜單欄，如下所示:File:主要功能是建立，打開，保存和打印當前的文件。SaveImage：將當前文件保存為圖片格式。Preferences：可以在里面改變Gview默認的各種顯示的設(shè)置。Edit:在這里可以完成對分子的剪貼,拷貝、刪除和抓圖等。AtomList：顯示當前分子的內(nèi)坐標，笛卡兒坐標，分數(shù)坐標等。PointGroup：可以顯示當前分子的點群及可能有的點群。PBC：顯示晶體文件（可以將CIF文件轉(zhuǎn)換為圖形，在點PBC按鈕后所給并的對話框中根據(jù)選項調(diào)節(jié)具體顯示的格式。Mos：用于顯示分子軌道（只有檢查點文件，此選項才能給出分子軌道圖）Symmetrize：對當前體系進行對稱性控制。View：這里面的選項都是于分子的顯示有關(guān)的，如顯示氫原子，顯示鍵，顯示元素符號,顯示坐標軸等。Calculate：可從Gview中直接向高斯提交計算。這是Gview作為高斯軟件配套功能的重要體現(xiàn)。從所給的對話框中可以選擇工作類型JobType（如優(yōu)化，能量或頻率等）;計算方法Method（如半經(jīng)驗方法，HF方法，DFT方法，MP方法等，還可以選定組）;Title(對所要做的計算給一個說明，以備以后的查看)Link0（給檢查點文件命名，還可以在此用RWF命令設(shè)置臨時數(shù)據(jù)交換文件的大?。?；General,Guess,（這兩個選項主要是給出體系中各原子的連接關(guān)系及如何給出初始猜測）；NBO（可在此設(shè)定NBO計算）,PBC（可在此設(shè)定晶體的有關(guān)計算）,Solvation（可在此設(shè)定溶液中的計算，除了選擇溶劑外，還要選擇模擬溶劑的理論模型）。Result：顯示計算的結(jié)果，包括電荷，靜電勢表示的表面，振動,頻率，核磁，勢能面掃描，優(yōu)化等。注意有些結(jié)果只能用檢查點文件才能顯示。第二部分操作實例簡介2.1二氯甲基一甲氧基四硝基苯分子模型的構(gòu)建1.進入Gview主界面，單擊工作窗口，得到甲烷分子，如下界面：2.單擊圖標，得到下圖：3.左擊，得到下圖：4．雙擊，得到下圖：找到硝基5.在圖上點擊苯環(huán)上H原子，得到下圖：6.選擇，在元素周期表中找到O，在圖上點擊硝基對位上的H原子得到下圖：7.選擇，在元素周期表中找到C，在圖上點擊羥基上的H與硝基間位上的H原子得到下圖：8.選擇，在元素周期表中找到Cl，在圖上點擊甲基上的H原子得到下圖，構(gòu)建完成：2.2查看分子的對稱性

從Edit-Pointgroup路徑可以查看所構(gòu)建分子的點群。點擊Point

group后，出現(xiàn)如下窗口：為C1點群，其下拉菜單中的為可能的點群（改變Tolerance,也可幫助我們判斷所構(gòu)建體系可能有的點群）

2.3查看分子坐標

單擊Gview界面上的圖標。出現(xiàn)下面窗口

圖中：Z表示時內(nèi)坐標，C表示直角坐標。可以在里面對坐標做適當?shù)恼{(diào)整2.4分子優(yōu)化1.點擊菜單下第一個選項，得到下圖：2.點擊，選擇optimization，得到下圖：3.在選項中，選擇進行優(yōu)化，點擊：4.創(chuàng)建一個非中文文件夾進行保存，如圖：5.開始優(yōu)化，如圖：6.生成兩個文件，查看后綴為.chk的文件7.優(yōu)化結(jié)束后，得到下圖：8.點擊，得到HOMO和LUMO,如下圖：9.點擊，再單擊，得到下圖：LUMOHOMO各個軌道的的電子分布如下圖：2.5能量計算：1.點擊，選擇，點擊，選擇下面方法：2.開始計算，如圖：3．計算后，得到下面結(jié)果：2.6NMR計算1.點擊，選擇，單擊：2.開始核磁共振。完畢后，點擊，選擇NMR，得到下圖：全部原子的NMRC原子的NMRCl原子的NMRH原子的NMRN原子的NMRO原子的NMR2.7頻率計算按照下圖選擇相應(yīng)的計算方法，開始計算。計算完成后，點擊Results,再點擊ViewFile。得到后綴名為.fhc的文件，截圖如下（由于內(nèi)容太多，只截取了一小部分）。2.8穩(wěn)定性計算計算步驟跟前面類似，在此就不一一贅述。只將結(jié)果截圖如下，結(jié)果涉及內(nèi)容太多，就只截取去了以下部分。第三章總結(jié)這學期沒想到還會有這個作業(yè)，開始的時候還以為很簡單，因為我是個比較喜歡嘗試新鮮實物的人。但是從開始裝的時候就遇到了問題，那時候只裝了Gsussian03,只能構(gòu)建分子，但是不能夠計算，每次點計算的時候都是白色的。后來經(jīng)過詢問其他人得知還要裝Gsussian05，只有當兩個都裝好后才能用。順利的安裝好后就開始正式的工作了，首先是構(gòu)建一個分子，想到構(gòu)建一個比較復(fù)雜的分子來試一下，但是聽說太復(fù)雜了計算機會崩潰，于是就在有機化學的課件上找了一個不是很復(fù)雜的物質(zhì)。在構(gòu)建過程中開始的時候不知道甲氧基怎么弄，因為在模板里沒有甲氧基，然后自己就慢慢摸索，最后發(fā)現(xiàn)甲氧基是自己一步一步構(gòu)建成的。懂了構(gòu)建的方法后，分子很快的構(gòu)建好了。構(gòu)建好后，通過軟件我查看了分子的對稱性。我構(gòu)建的分子是C1點群的。然后查看了分子的坐標。接著就是開始優(yōu)化了，本來以為我的電腦會很卡，但是經(jīng)過計算的檢驗還是可以的，等了不長的時間優(yōu)化就已經(jīng)出來了，這給我以后的計算帶來了很大的信心。優(yōu)化結(jié)束后，得到的那些電子云的圖真的是有點難看。但是有一些東西自己還是不是很理解，不過這也不影響后面的計算。核磁共振也很快的完成了，得到的挺有全部的也有單個原子的，看起來很全很完善。后面也進行了頻率的計算以及穩(wěn)定性的計算，說實話得到的結(jié)果有點多，有點看不懂。后面有想過試一下其它的一些功能，但是由于自己的電腦的問題，后面算幾次后電腦就有點抽風，算完之后得不到相應(yīng)的結(jié)果。所以就放棄了。不過后面有時間我會多多的嘗試一下其它的一些功能。很早以前自己就非常喜歡用各種軟件處理自己學習上的一些東西，包括做實驗的數(shù)據(jù)處理全部用excel或者origin處理，畫一些分子也會用chemdraw，包括這一次也用到了chemdraw，因為在自己構(gòu)建好分子后不知道這個分子怎么命名，就只能用chemdraw畫出來后命名。自己對軟件的興趣也使自己對軟件的學習非?？臁Ｋ赃@次作業(yè)花的時間不是太多，主要的時間是花在文檔