Gaussian_09_用户参考手册(中文).pdf
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Gaussian09用户参考手册(1.02版)Gaussian09UsersReferenceleenFrischMichaelJ.FrischFernandoR.ClementeGaryW.Trucks原著Zork译()2011年8月目录目录官方Gaussian09文献的引用.-1-推荐的附加引用.-1-第1部分设置和运行Gaussian计算.-3-Gaussian09输入概述.-5-Gaussian09输入部分的顺序.-7-输入语法.-9-Gaussian09任务类型.-10-模型化学.-12-基组.-14-添加极化和弥散函数.-16-有关基组的其它关键词.-17-纯基函数与笛卡尔基函数产生的问题.-17-密度拟合基组.-18-分子说明概述.-19-指定同位素以及其它核参数.-20-指定分子片段.-20-分子力学原子类型.-21-PDB文件参数.-21-指定空原子.-22-指定周期体系.-22-多步任务.-24-运行Gaussian.-25-指定擦写文件的操作和位置.-25-跨磁盘分割擦写文件.-26-保存和删除擦写文件.-26-初始化文件.-27-控制内存的使用.-27-在UNIX系统运行Gaussian.-27-脚本与Gaussian.-28-用NQS执行批处理.-29-配置Gaussian.-30-系统需求.-30-设置Gaussian执行环境.-30-擦写文件的考虑事项.-30-站内定制:
Default.Route文件.-31-默认执行路径.-31-Default.Route的限制.-32-默认内存.-32-共享内存多处理器的并行执行.-32-网络/集群的并行执行.-32-站点名.-33-主机名.-33-1-典型的默认设置.-33-用户默认文件.-33-用Linda运行集群/LAN并行计算.-34-Linda并行方法.-34-安装Linda软件和编译G09/Linda.-34-用Linda运行Gaussian.-34-配置Gaussian09/Linda.-35-开始并行Gaussian09任务.-36-监测计算.-36-在基于PPC的Mac机上指定每节点的工作程序.-37-运行Gaussian测试任务.-37-运行测试文件前,重命名已存在的Default.Route文件.-37-例子.-37-Gaussian09的链接.-38-第2部分Gaussian09的关键词,LINK0命令和工具.-41-Gaussian09关键词.-43-#.-43-ADMP.-43-AM1.-47-Amber.-47-B3LYP.-47-BD.-47-BOMD.-48-CacheSize.-53-CASSCF.-54-CBS方法.-60-CBSExtrapolate.-62-CCD和CCSD.-63-Charge.-64-ChkBasis.-64-CID和CISD.-65-CIS和CIS(D).-66-CNDO.-68-Complex.-69-Constants.-69-Counterpoise.-70-CPHF.-71-Density.-72-DensityFit.-74-密度泛函(DFT)方法.-75-DFTB和DFTBA.-80-Dreiding.-81-EOMCCSD.-81-EPT.-84-2-ExtendedHuckel.-85-External.-85-ExtraBasis和ExtraDensityBasis.-87-冻芯选项.-88-Field.-89-FMM.-91-Force.-91-Freq.-92-G1-G4方法.-103-Gen,GenECP.-105-GenChk.-110-Geom.-110-GFInput.-114-GFPrint.-115-Guess.-115-GVB.-122-HF.-125-Huckel.-125-INDO.-126-Integral.-126-IOp.-128-IRC.-129-IRCMax.-132-LSDA.-135-MaxDisk.-135-MINDO3.-135-分子力学方法.-136-MNDO.-154-MP和双杂化DFT方法.-155-Name.-156-NMR.-156-NoDensityFit.-158-ONIOM.-159-Opt.-164-Output.-177-OVGF.-178-PBC.-178-PM3.-179-PM6.-179-Polar.-180-Population.-182-Pressure.-186-Prop.-186-Pseudo.-188-3-Punch.-193-QCISD.-193-重新开始计算.-194-SAC-CI.-195-Scale.-200-Scan.-200-SCF.-201-SCRF.-204-PCM计算的附加关键词.-211-半经验方法.-218-SP.-223-Sparse.-223-Stable.-223-Symmetry.-225-TD.-225-Temperature.-227-Test.-227-TestMO.-227-TrackIO.-228-Transformation.-228-UFF.-228-Units.-228-Volume.-229-W1方法.-229-ZINDO.-231-链接0命令总结.-232-实用程序.-234-GAUSS_MEMDEF环境变量.-234-c8609.-234-chkchk.-235-cubegen.-235-cubman.-238-formchk.-239-freqchk.-240-freqmem.-242-gauopt.-243-ghelp.-244-mm.-244-newzmat.-245-testrt.-248-unfchk.-249-附录.-251-Gaussian09和Gaussian03之间的变化.-253-新的方法和功能.-253-4-能量与导数.-253-ONIOM.-253-溶剂化.-253-几何优化和IRC.-253-分子特性.-254-分析和输出.-254-其它的新功能.-254-效率的改善.-254-Gaussian09与Gaussian03之间功能的差别.-255-工具程序的增强.-255-效率的考虑.-257-估计计算的内存需求.-257-并行计算的内存需求.-257-SCF流程.-258-收敛的问题.-258-MP2能量,梯度,和频率.-259-更高的关联方法.-259-CIS和TD的能量和梯度.-259-积分的存储.-259-重新开始任务和重复使用波函.-260-CIS和TD的激发态密度.-260-开壳层激发态的缺陷.-261-稳定性计算.-261-CASSCF的效率.-261-CASSCF频率.-261-程序的限制.-262-构造Z矩阵.-263-使用内坐标.-263-混合内坐标和笛卡尔坐标.-264-另一种Z-矩阵格式.-265-使用虚原子.-265-模型构建程序的几何结构定义.-266-格式化检查点文件的结构.-268-基组数据.-269-可用的项目.-270-常见问题.-271-例子.-271-程序的开发功能.-276-程序开发有关的关键词.-276-一般的任务重新开始.-276-IOP设定关键词.-276-标准关键词的调试选项.-277-改变链接的调用和顺序.-279-指定非标准的执行路径.-279-5-6-标准方位的约定.-282-选择的目的.-283-一般的考虑.-283-定位坐标轴的规则.-283-定位电荷主轴的规则.-283-对称陀螺分子的特殊规则.-284-球陀螺分子的特殊规则.-284-RWF编号.-285-作废的关键词和过时的功能.-292-作废的工具.-293-过时的功能.-293-参考文献.-297-官方官方Gaussian09文献的引用文献的引用Gaussian09代表对以前出版的Gaussian70,Gaussian76,Gaussian80,Gaussian82,Gaussian86,Gaussian88,Gaussian90,Gaussian92,Gaussian92/DFT,Gaussian94,Gaussian98,和Gaussian03系统G70,G76,G80,G82,G86,G88,G90,G92DFT,G94,G98,G03的进一步开发。
以下给出本项工作在当前需要的引用;注意:
需要用实际的修订版程序标识号代替RevisionA.1RevisionA.1。
描述Gaussian09科技引用的论文正在准备中。
一旦出版,以后应当引用这篇参考文献(最新的信息参见09,RevisionA.1A.1,M.J.Frisch,G.W.Trucks,H.B.Schlegel,G.E.Scuseria,M.A.Robb,J.R.Cheeseman,G.Scalmani,V.Barone,B.Mennucci,G.A.Petersson,H.Nakatsuji,M.Caricato,X.Li,H.P.Hratchian,A.F.Izmaylov,J.Bloino,G.Zheng,J.L.Sonnenberg,M.Hada,M.Ehara,K.Toyota,R.Fukuda,J.Hasegawa,M.Ishida,T.Nakajima,Y.Honda,O.Kitao,H.Nakai,T.Vreven,J.A.Montgomery,Jr.,J.E.Peralta,F.Ogliaro,M.Bearpark,J.J.Heyd,E.Brothers,K.N.Kudin,V.N.Staroverov,R.Kobayashi,J.Normand,K.Raghavachari,A.Rendell,J.C.Burant,S.S.Iyengar,J.Tomasi,M.Cossi,N.Rega,J.M.Millam,M.Klene,J.E.Knox,J.B.Cross,V.Bakken,C.Adamo,J.Jaramillo,R.Gomperts,R.E.Stratmann,O.Yazyev,A.J.Austin,R.Cammi,C.Pomelli,J.W.Ochterski,R.L.Martin,K.Morokuma,V.G.Zakrzewski,G.A.Voth,P.Salvador,J.J.Dannenberg,S.Dapprich,A.D.Daniels,.Farkas,J.B.Foresman,J.V.Ortiz,J.Cioslowski,andD.J.Fox,Gaussian,Inc.,WallingfordCT,2009.Gaussian09中首次出现的进展是M.J.Frisch,G.W.Trucks,J.R.Cheeseman,G.Scalmani,M.Caricato,H.P.Hratchian,X.Li,V.Barone,J.Bloino,G.Zheng,T.Vreven,J.A.Montgomery,Jr.,G.A.Petersson,G.E.Scuseria,H.B.Schlegel,H.Nakatsuji,A.F.Izmaylov,R.L.Martin,J.L.Sonnenberg,J.E.Peralta,J.J.Heyd,E.Brothers,F.Ogliaro,M.Bearpark,M.A.Robb,B.Mennucci,K.N.Kudin,V.N.Staroverov,R.Kobayashi,J.Normand,A.Rendell,R.Gomperts,V.G.Zakrzewski,M.Hada,M.Ehara,K.Toyota,R.Fukuda,J.Hasegawa,M.Ishida,T.Nakajima,Y.Honda,O.Kitao,和H.Nakai等人的工作。
推荐的附加引用推荐的附加引用在报告Gaussian计算结果时除了给出程序本身的引用之外,通常我们还推荐引用描述计算所用理论方法的原始参考文献。
这些参考文献在本手册有关关键词的详细论述中给出。
唯一的特例是那些建立时间比较长的方法,例如Hartree-Fock理论已经发展到约定俗成的程度,在这一点上,它基本是自引用的。
在某些情况下,Gaussian的输出中会显示与该计算类型有关的参考文献。
Gaussian还包含作为链接607的程序NBO。
若使用该程序,则应另外引用如下:
NBOVersion3.1,E.D.Glendening,A.E.Reed,J.E.Carpenter,andF.Weinhold.-1-还应引用NBO的原始参考文献Foster80,Reed83a,Reed85,Reed85a,Carpenter87,Carpenter88,Reed88,Weinhold88。
-2-Part第1部分第1部分设置和运行Gaussian计算设置和运行Gaussian计算输入概述任务类型模型化学基组分子说明多步任务运行Gaussian任务效率的考虑在UNIX系统配置Gaussian09在集群和LAN上并运行行计算Gaussian测试任务Gaussian09链接的列表-3-4-Gaussian09输入概述输入概述Gaussian09输入由写在ASCII文本文件中一系列的行构成。
Gaussian输入文件的基本结构包含几个不同部分:
链接0命令行:
定位和命名擦写文件(无结束空行)。
执行路径部分(#行):
指定所需的计算类型,模型化学,以及其它选项(有结束空行)。
标题部分:
计算的简要描述(有结束空行)。
这一部分在输入中是必须的,但是不被Gaussian09程序分析。
它出现在输出文件中用于识别和描述计算。
典型情况下,这一部分包含化合物名称,对称性,电子态,以及任何其它有关信息。
标题部分不能超过5行,并且必须有结束空行。
以下字符不能出现在标题部分:
#!
-_和控制符(特别是Ctrl-G)分子描述:
定义要研究的分子体系(有结束空行)。
可选的附加部分:
附加输入用于特定任务类型(通常需要结束空行)。
大多数Gaussian09任务只包括第二、三、四部分。
这里有一个这样的例子,它请求水分子的单点能计算:
#HF/6-31G(d)waterenergy01O-0.4640.1770.0H-0.4641.1370.0H0.441-0.1430.0执行路径标题部分分子说明在这个任务中,执行路径和标题部分都只有一行。
分子说明部分从分子电荷和自旋多重度的行开始:
本例是0电荷(中性分子),自旋多重度1(单重)。
电荷和自旋多重度行之后是描述分子中每个原子位置的行;本例使用笛卡尔直角坐标。
本章后面有关于分子说明更详细的讨论。
下面是使用链接0命令和附加输入部分的输入示例:
%Chk=heavy#HF/6-31G(d)Opt=ModRedundantOptjob01原子坐标38213链接0部分执行路径部分标题部分分子说明部分几何优化过程中为内坐标加入的键长和键角-5-这一任务进行几何优化。
分子说明之后的输入部分被Opt=ModRedundantOpt=ModRedundant关键词使用,用于在几何优化过程中用内坐标提供附加的键长和键角。
该任务还定义了检查点文件名。
为了方便,下面的表列出了Gaussian09输入文件中所有可能出现的部分,以及相应的关键词。
-6-Gaussian09输入部分的顺序输入部分的顺序部分关键词结尾空行?
部分关键词结尾空行?
链接0命令%命令无执行路径部分(#行)全部有另外的层ExtraOverlaysExtraOverlays有标题部分除Geom=AllCheckGeom=AllCheck外全部有分子说明除Geom=AllCheckGeom=AllCheck外全部有原子连接说明Geom=ConnectGeom=Connect或ModConnectModConnect有修改冻结原子Geom=ReadFreezeGeom=ReadFreeze有修改坐标Opt=ModRedundantOpt=ModRedundant有第二个标题和分子说明Opt=QST2Opt=QST2或QST3QST3二者都有第二套坐标的原子连接说明Geom=ConnectGeom=Connect或ModConnectModConnect以及Opt=QST2Opt=QST2或QST3QST3有第二个修改冻结原子Geom=ReadFreezeGeom=ReadFreeze有第二套坐标的修改Opt=QST2Opt=QST2或QST3QST3有第三个标题和初始过渡态结构Opt=QST3Opt=QST3二者都有第三套坐标的原子连接说明Geom=ConnectGeom=Connect或ModConnectModConnect以及Opt=(ModRedun,QST3)Opt=(ModRedun,QST3)有第三个修改冻结原子Geom=ReadFreezeGeom=ReadFreeze有第三套坐标的修改Opt=(ModRedun,QST3)Opt=(ModRedun,QST3)有PDB辅助结构信息如果分子说明部分有残基信息,是自动的有原子质量ReadIsotopesReadIsotopes选项有分子力学参数HardFirst,SoftFirst,SoftOnly,ModifyHardFirst,SoftFirst,SoftOnly,Modify有关心的频率CPHF=RdFreqCPHF=RdFreq有背景电荷分布ChargeCharge有BOMD/ADMP输入(一个或多个部分)ADMPADMP和BOMDBOMD所需的输入,以及ReadVelocityReadVelocity,ReadMWVelocityReadMWVelocity选项有PCM输入SCRF=(ExternalIteration,Read)SCRF=(ExternalIteration,Read)有用于IRC列表的坐标IRC=ReportIRC=Report有谐振束缚Geom=ReadHarmonicGeom=ReadHarmonic有半经验参数(Gaussian格式)InputInput选项,AM1=BothAM1=Both有半经验参数(MOPAC格式)MOPACMOPAC,BothBoth选项有基组说明Gen,GenECP,ExtraBasisGen,GenECP,ExtraBasis有基组修改MassageMassage有有限场因子Field=ReadField=Read有ECP说明Pseudo=Cards,GenECPPseudo=Cards,GenECP有密度拟合基组说明ExtraDensityBasisExtraDensityBasis有PCM溶剂化模型输入SCRF=ReadSCRF=Read有DFTB参数DFTBDFTB有初始猜测来源Guess=InputGuess=Input有进行组合的对称类型Guess=LowSymmGuess=LowSymm无轨道说明(分为和部分)Guess=CardsGuess=Cards有改变轨道(分为和部分)Guess=AlterGuess=Alter有轨道重新排序(分为和部分)Guess=PermuteGuess=Permute无每个GVB对的轨道数GVBGVB无CAS态平均的权重CASSCF=StateAverageCASSCF=StateAverage无进行自旋-轨道耦合计算的态CASSCF=SpinOrbitCASSCF=SpinOrbit无轨道冻结信息ReadWindowReadWindow选项有进行精化的EPT轨道EPT=ReadOrbitalsEPT=ReadOrbitals有用于自旋-自旋耦合常数的原子列表NMR=ReadAtomsNMR=ReadAtoms有其它的原子半径Pop=ReadRadiiPop=ReadRadii或ReadAtRadiiReadAtRadii有静电特性的数据Prop=ReadProp=Read或OptOpt有NBO输入Pop=NBOReadPop=NBORead无选择简正模式Freq=SelectNormalModesFreq=SelectNormalModes有-7-受阻转子输入Freq=ReadHinderedFreq=ReadHindered有选择非谐正则模式Freq=SelectAnharmonicNormalModesFreq=SelectAnharmonicNormalModes有FCHT的简正模式Freq=SelectFCHTNormalModesFreq=SelectFCHTNormalModes有Pickett输出文件名Output=PickettOutput=Pickett无PROAIMS输出文件名Output=WFNOutput=WFN无-8-输入语法输入语法一般情况下,Gaussian输入遵循下面的语法规则:
自由格式输入,且大小写无关。
可以用空格,TAB键,逗号,正斜杠“/”以任意组合分隔一行内的不同项目。
多个空格作为一个分隔符处理。
关键词的选项可以用以下格式指定:
keyword=选项keyword(选项)keyword=(=(选项1,选项2,.)keyword(选项1,选项2,.)多个选项放在括号中,并用任何有效的分隔符分开(习惯上用逗号,如上所示)。
左括号前的等号可以忽略,这个等号的前后也可以随意加空格。
注意有些选项带有数值;本例中,选项名的后面接等号:
如CBSExtrap(NMin=6)CBSExtrap(NMin=6)。
在整个Gaussian09系统中,所有的关键词和选项都可以简化为最短的可区分的缩写形式。
因此,SCFSCF关键词的ConventionalConventional选项可以缩写成ConvenConven,但不能写成ConvConv(因为还存在ConvergenceConvergence选项)。
无论ConventionalConventional和ConvergenceConvergence是否都是给定关键词的有效选项,都要遵守这一规则。
在Gaussian09输入文件中,可以包含外部文件内容,使用的语法为:
文件名。
这导致整个文件放到输入命令串的当前位置。
命令加上/N/N能防止被包含文件的内容在输出文件的开始部分回显。
注释行以感叹号(!
)开始,可以出现在一行中的任何位置。
不同的注释行可以出现在输入文件的任何位置。
-9-Gaussian09任务类型任务类型Gaussian09输入文件的执行路径部分定义了执行的计算类型。
这部分内容有三个关键部分:
任务类型计算方法基组下面的表列出了Gaussian09中可以使用的任务类型:
关键词任务类型关键词任务类型SPSPOptOptFreqFreqIRCIRCIRCMaxScanIRCMaxScanPolarPolarADMPADMP和BOMDForceBOMDForceStableStableVolumeVolumeDensity=CheckpointGuess=OnlyDensity=CheckpointGuess=OnlyGuess=OnlyGuess=Only单点能几何优化频
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