7.5. Задание базисных наборов и псевдопотенциалов во входном файле

Задание базисных наборов осуществляют следующим образом. В случае, когда разным атомам просто назначаются различные встроенные базисы, то используется следующий формат ввода:

e1 e2 e3 ... 0 либо n1 n2 n3 ... 0

базисный набор

****

где e1, e2, e3 - символы химических элементов, n1, n2, n3 - порядковые номера атомов, которым присваивается данный базисный набор, 0 - символ окончания перечисления, **** - означает, что определение базисного набора для перечисленных атомов закончено.

Например, запись

N 0

6-31G

****

3 4 5 0

D95

****

означает, что всем атомам азота в молекуле присваивается базис 6-31G, а атомам с номерами 3, 4, 5 - базис D95.

При использовании псевдопотенциала необходимо также указать в отдельном разделе, аналогично базисному набору, используемый псевдопотенциал. Причем, поскольку псевдопотенциал применяется только для внутренних электронов атомов, для валентных электронов необходимо также задать базисный набор. Например:

Zn 0

LanL2MB (базисный набор для валентных электронов)

****

пустая строка

Zn 0

LanL2MB (псевдопотенциал для внутренних электронов)

VIII. Заключение

Вполне очевидно, что данное методическое пособие не дает исчерпывающего описания всех расчетных возможностей программного пакета “GAUSSIAN”. Авторы надеются, тем не менее, что оно позволит начинающему пользователю понять общие принципы построения этой высокоэффективной программы и общую технологию проведения квантово-химических расчетов. В ходе работы с программой пользователь может воспользоваться разделом “Help” в меню программы и прочитать соответствующий раздел описания программы для более подробного ознакомления со всеми ее опциями.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B. et al, Gaussian 98, Revision A.9. Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1998.

2. Foresman J.B. and Frisch Æ. Exploring Chemistry With Electronic Structure Methods (second

edition), Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 1996. 302 p.

3. Елютин П.В., Кривченков В.Д. Квантовая механика. – М.: Наука, 1976. 334с.

4. Мелешина А.М. Курс квантовой механики для химиков. – М.: Высшая школа, 1980. 215с.

5. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. – М.: 1989. 768с.

6. Слетер Дж. Электронная структура молекул. – М.: Мир, 1965. 587с.

7. Слетер Дж. Методы самосогласованного поля для молекул и твердых тел. – М.: Мир, 1978. 662с.

8. Заградник Р., Полак Р. Основы квантовой химии. – М.: Мир, 1979. 504с.

9. Жидомиров Г.М., Багатурьянц А.А., Абронин И.А. Прикладная квантовая химия. – М.: Химия, 1979. 296с.

10. Фудзинага С. Метод молекулярных орбиталей. – М.: Наука, 1983. 464с.

11. Флари Р. Квантовая химия. – М.: Мир, 1985. 472с.

12. Абаренков И.В., Братцев В.Ф., Тулуб А.В. Начала квантовой химии. – М.: Высшая школа, 1989. 304с.

13. Степанов Н.Ф., Пупышев В.И. Квантовая механика молекул и квантовая химия. – М.: Изд-во МГУ, 1991. 384с.

14. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. Теория строения молекул. – Ростов-Дон: Феникс, 1997. 560с.

15. Степанов Н.Ф. Квантовая механика и квантовая химия. – М.: Мир, Изд-во МГУ, 2001. 509с.

16. Hehre W.J., Radom L., Schleyer P.v.R, Pople J.A. Ab initio Molecular Orbital Theory. John Wiley & Sons, NY, 1986

17. Губанов В.А., Жуков В.П., Литинский А.О. Полуэмпирические методы молекулярных орбиталей в квантовой химии. – М.: Наука, 1976. 218с.

18. Квантово-химические методы расчета молекул/ Под ред. Устынюка Е.А. – М.: Химия, 1980. 256с.

19. Полуэмпирические методы расчета электронной структуры/ Под ред. Дж.Сигала – М.: Мир, 1980. Т.1, 327с.

20. Dewar M.J.S., Zoebisch E.G. and Healy E.F., “AM1: A new general Purpose Quantum Mechanical Molecular Model”, J. Amer. Chem. Soc. 1985. – V.107.- PP.3902-3909.

21. Симкин Б.Я., Шейхет И.И. Квантово-химическая и статистическая теория растворов. Вычислительные методы и их применение. – М.: Химия, 1989. 252 с.



1 В случае, когда система имеет одну степень свободы, функция Е(q) графически представляется в двумерном пространстве, и мы имеем дело не с потенциальной поверхностью, а потенциальной кривой. Если же число степеней свободы системы больше или равно трем, в этом случае правильнее говорить о гиперповерхности потенциальной энергии, однако для простоты обычно сохраняют термин ППЭ.

2 При таком описании не учитывается роль кинетической энергии системы, однако такая модель элементарного акта химической реакции оказывается вполне пригодной для получения качественных выводов. В принципе, построив ППЭ системы, можно провести расчет динамических траекторий реакции, однако в данном методическом пособии мы не будем останавливаться на вопросах, связанных с решением динамической задачи.

3 Директива Opt без параметров, как мы уже упоминали в предыдущих параграфах, задает поиск локального минимума в избыточных внутренних координатах (с использованием алгоритма Берни).

4 Отметим, что оптимизация в избыточных внутренних координатах проводится по всем переменным (избыточным внутренним координатам), если только какие-либо из них не были фиксированы с помощью параметра ModRedundant. В случае задания начальной геометрии системы во внутренних координатах включение в Z-матрицу раздела констант не приводит к «замораживанию» каких-либо переменных.

5 Если в Z-матрице отсутствует раздел переменных или начальная геометрия задается в декартовых координатах, то оптимизация будет осуществляться в декартовых координатах.

6 Число мнимых частот равно числу отрицательных собственных значений матрицы Гессе, а нормальная мода, отвечающая мнимой частоте, есть не что иное как собственный вектор матрицы Гессе, отвечающий отрицательному собственному значению этой матрицы. Напомним, что собственные вектора матрицы Гессе (нормальные моды) представляют собой столбцы с коэффициентами разложения той или иной нормальной координаты по отклонениям от текущих значений каких-либо исходных координат (избыточных, внутренних или декартовых).

7 Текущие значения внутренних координат равны оптимизированным в ходе расчета параметрам, приведенным в предыдущем фрагменте выходного файла.

8 Все параметры директивы Opt, связанные с выбором системы координат, имеют отношение только к алгоритму Берни.

9 Отметим, что эти структуры отвечают стационарным точкам ППЭ, поэтому расчет частот нормальных колебаний необходимо проводить для предварительно оптимизированных структур.

82