热力学性质计算 Gaussian.ppt

势能面上的局域极小点De零点能校正后的电离能，实验数据应与此数据比较MP2/6-31G*水平下CH4结构优化和频率分析wExample 1: Job Type: MP2/6-31G* OPT%chk=CH4 ！ Link0 命令: chk,rwf,nosave,mem,nproc#P MP2/6-31G* OPT FREQ TEST ！作业命令行 ！ 需要空行OPT And FREQ on CH4 ！ 标题行 ！需要空行0 1 ！电荷和多重度C ！用内坐标的分子描述H 1 r H 1 r 2 aH 1 r 2 a 3 120.H 1 r 2 a 3 -120.Variables ！ 变量，表示以下给变量赋值；也可以只空一行r 1.09Constants ！常数，表示以下量的值计算中不变；也可以只空一行a 109.47122 ！空行，必须输出文件的解释以CH4为例:输入方向: 以输入的坐标为准, 不做处理 Input orientation: - Center Atomic Atomic Coordinates (Angstroms) Number Number Type X Y Z - 1 6 0 0.000000 0.000000 0.000000 2 1 0 0.000000 0.000000 1.090183 3 1 0 1.027835 0.000000 -0.363394 4 1 0 -0.513917 -0.890131 -0.363394 5 1 0 -0.513917 0.890131 -0.363394 -标准方向: 将坐标原点放在分子的电荷中心上 Standard orientation: - Center Atomic Atomic Coordinates (Angstroms) Number Number Type X Y Z - 1 6 0 0.000000 0.000000 0.000000 2 1 0 0.629418 0.629418 0.629418 3 1 0 -0.629418 -0.629418 0.629418 4 1 0 -0.629418 0.629418 -0.629418 5 1 0 0.629418 -0.629418 -0.629418 -X，Y和Z各方向上，各原子的z坐标分量乘以自身核电荷后加和，结果为零。

标准方向很重要，很多计算的性质是对应于标准方向的，如Freq计算中的分子振动方向w对称性:Stoichiometry CH4 计量化学, 分子式Framework group TDO(C),4C3(H) 所属分子对称群Deg. of freedom 1 自由度数Full point group TD NOp 24 点群Largest Abelian subgroup D2 NOp 4 最大阿贝尔子群（乘法 法可交换群） Largest concise Abelian subgroup D2 NOp 4 基组： Standard basis: 6-311G(d,p) (5D, 7F) There are 12 symmetry adapted basis functions of A symmetry. There are 10 symmetry adapted basis functions of B1 symmetry. There are 10 symmetry adapted basis functions of B2 symmetry. There are 10 symmetry adapted basis functions of B3 symmetry.（以上是各种对称性的基函数的个数） Integral buffers will be 262144 words long. Raffenetti 1 integral format. Two-electron integral symmetry is turned on. 42 basis functions, 64 primitive gaussians, 43 cartesian basis functions（基函数个数（STOs）和Gaussian型函数个数（GTOs） 5 alpha electrons 5 beta electrons （Alpha电子数和Beta电子数） nuclear repulsion energy 13.4331323697 Hartrees. （核推斥能）w初始猜： Initial guess read from the checkpoint file: （这个作业的初始猜是从上个优化步骤地CHk文件读取的；不然的话，缺省用ZNDO作为初始猜） CH4.chk Initial guess orbital symmetries: （初始猜轨道的对称性） Occupied (A1) (A1) (T2) (T2) (T2) Virtual (A1) (T2) (T2) (T2) (T2) (T2) (T2) (A1) (T2) (T2) (T2) (A1) (E) (E) (T2) (T2) (T2) (T1) (T1) (T1) (T2) (T2) (T2) (A1) (E) (E) (T2) (T2) (T2) (T2) (T2) (T2) (A1) (T2) (T2) (T2) (A1) 自洽场： SCF Done: E(RHF) = -40.2089173552 A.U. after 1 cycles 自洽场收敛 Convg = 0.3754D-11 -V/T = 2.0014 自洽场收敛判据值和维里系数 S*2 = 0.0000 自旋平方维里系数应该为2（一般计算的值都会接近这个数）计算的自旋平方值应该很接近理论值，不然自旋污染会比较严重。

自旋污染当两种自旋不同态（A和B）的势能面比较接近的时候，自洽场计算A状态的体系波函数有可能不只含有A态的成分，可能还混有B的成分如果混入的B的成分过多，计算得A态的性质就会不准确这种情况称为自旋污染 一般闭壳层体系的自旋污染较小，开壳层体系可能有较大的自旋污染当自旋污染严重时，计算的波函数和能量等结果不准确，因此需要消除自旋污染 收敛判据和优化结束 Item Value Threshold Converged? 收敛判据 Maximum Force 0.000018 0.000450 YES 最大力 RMS Force 0.000018 0.000300 YES 根均方力 Maximum Displacement 0.000012 0.001800 YES 最大位移 RMS Displacement 0.000012 0.001200 YES 根均方位移 Predicted change in Energy=-1.103230D-10 预期能量变化，本身不是优化的收敛判据 Optimization completed. - Stationary point found. 说明发现稳定点（极小点或鞍点） - ! Optimized Parameters ! ! (Angstroms and Degrees) ! - - ! Name Value Derivative information (Atomic Units) ! - ! r 1.0902 -DE/DX = 0.0 ! 优化的变量值 -布居数分析（pop）w*w Population analysis using the SCF density. 计算SCF密度的布局数分析w *w Orbital symmetries: 分子轨道的对称性w Occupied (A1) (A1) (T2) (T2) (T2) 占据的分子轨道的对称性w Virtual (A1) (T2) (T2) (T2) (T2) (T2) (T2) (A1) (T2) (T2) 非占据的分子轨道的对称性w (T2) (A1) (E) (E) (T2) (T2) (T2) (T1) (T1) (T1)w (T2) (T2) (T2) (A1) (E) (E) (T2) (T2) (T2) (T2)w (T2) (T2) (A1) (T2) (T2) (T2) (A1)w The electronic state is 1-A1. 对称性表示的电子态w Alpha occ. eigenvalues - -11.20795 -0.94256 -0.54456 -0.54456 -0.54456 分子轨道w Alpha virt. eigenvalues - 0.16167 0.23702 0.23702 0.23702 0.42707 的本征值 Alpha virt. eigenvalues - 0.42707 0.42707 0.75271 0.81186 0.81186 （能量）w Alpha virt. eigenvalues - 0.81186 0.93616 1.20203 1.20203 1.72078w Alpha virt. eigenvalues - 1.72078 1.72078 1.72333 1.72333 1.72333w Alpha virt. eigenvalues - 2.18026 2.18026 2.18026 2.52071 2.62076w Alpha virt. eigenvalues - 2.62076 2.70222 2.70222 2.70222 2.90063w Alpha virt. eigenvalues - 2.90063 2.90063 3.18837 4.19106 4.19106w Alpha virt. eigenvalues - 4.19106 25.15683w布居数分析缺省是用SCF密度，如果想用当前方法（此例为MP2方法），Pop（density=Current）w 电荷分析wCondensed to atoms (all electrons): 浓缩到原子上的电荷（所有电子）w 1 2 3 4 5w 1 C 4.720460 0.410275 0.410275 0.410275 0.410275w 2 H 0.410275 0.573213 -0.024626 -0.024626 -0.024626w 3 H 0.410275 -0.024626 0.573213 -0.024626 -0.024626w 4 H 0.410275 -0.024626 -0.024626 0.573213 -0.024626w 5 H 0.410275 -0.024626 -0.024626 -0.024626 0.573213w对角线上表示分布在原子上的电子；w红色数值可以看出1-2，1-3，1-4，1-5之间分布的电子，可以看出成键性w Mulliken atomic charges: 密立根原子电荷(Gv显示的就是这个值)w 1 C -0.361558 该C原子上有净的负电荷w 2 H 0.090389 该H原子上有净的正电荷w 3 H 0.090389w 4 H 0.090389w 5 H 0.090389偶极矩和多极矩Dipole moment (field-independent basis, Debye):偶极矩 (能量对电场的一阶导数) X= 0.0000 Y= 0.0000 Z= 0.0000 Tot= 0.0000 Quadrupole moment (field-independent basis, Debye-Ang):反映电子分布 XX= -8.4219 YY= -8.4219 ZZ= -8.4219 XY= 0.0000 XZ= 0.0000 YZ= 0.0000 Traceless Quadrupole moment (field-independent basis, Debye-Ang): XX=。