量子化学软件Gaussian应用

Gaussian

Gaussian是做半经验计算和从头计算使用最广泛的量子化学软件，可以研究：分子能量和结构，过渡态的能量和结构化学键以及反应能量，分子轨道，偶极矩和多极矩，原子电荷和电势，振动频率，红外和拉曼光谱，NMR，极化率和超极化率，热力学性质，反应路径。计算可以模拟在气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态。Gaussian 03还可以对周期边界体系进行计算。Gaussian是研究诸如取代效应,反应机理,势能面和激发态能量的有力工具。

功能

①基本算法

②能量

③分子特性

④溶剂模型

Gaussian03新增加的内容

①新的量子化学方法

②新的分子特性

③新增加的基本算法

④ 新增功能

（1）基本算法

可对任何一般的收缩gaussian函数进行单电子和双电子积分。这些基函数可以是笛卡尔高斯函数或纯

角动量 函数多种基组存储于程序中，通过名称调用。积分可储存在内存，外接存储器上，或用到时重

新计算对于某些类型的计算，计算的花费可以使用快速多极方法(FMM)和稀疏矩阵技术线性化。将原子

轨(AO)积分转换成分子轨道基的计算，可用的方法有in-core（将AO积分全部存在内存里），直接（不

需储存积分），半直接（储存部分积分），和传统方法（所有AO积分储存在硬盘上）。

（2）能量

使用AMBER，DREIDING和UFF力场的分子力学计算。

使用CNDO, INDO, MINDO/3, MNDO, AM1，和PM3模型哈密顿量的半经验方法计算。 使用闭壳层(RHF)，自旋非限制开壳层(UHF)，自旋限制开壳层 (ROHF) Hartree-Fock波函数的自洽场 SCF)计算。

使用二级，三级，四级和五级Moller-Plesset微扰理论计算相关能。 MP2计算可用直接和半直接方法， 有效地使用可用的内存和硬盘空间

用组态相互作用(CI)计算相关能，使用全部双激发(CID)或全部单激发和双激发(CISD)。 双取代的耦合簇理论(CCD)，单双取代耦合簇理论(CCSD)，单双取代的二次组态相互作用(QCISD), 和 Brueckner Doubles理论。还可以计算非迭代三组态（以及QCISD和BD的四组态）的贡献。

泛函数理论(DFT)，包括LSDA, BLPY, Becke的1993三参数混合方法，Becke的1996单参数混合方法，和

由此产生的变体，以及由使用者自行组合的Hartree-Fock和DFT的混合方法。

自动化的高度准确能量方法：G1理论，G2理论和G2(MP2)理论；完全基组(CBS)方法: CBS-4,

Gaussian

CSB-q, CBS-QCBS-Q//B3和CBS-QCI/APNO，以及一般CBS外插方法。

广义MCSCF，包括完全活性空间SCF(CASSCF)，并允许包含MP2相关作用计算。算法的改善使得Gaussian 98可处理12个以内的活性轨道。

广义价键结-完全配对(GVB-PP) SCF方法。

对Hartree-Fock和DFT方法计算在取消限制后，测试SCF波函数的稳定性。

使用单激发组态相互作用(CI-Singles)方法，HF和DFT的含时方法，和ZINDO半经验方法，计算激发态能

梯度和几何优化

解析计算RHF，UHF，ROHF，GVB-PP，CASSCF，MP2，MP3，MP4(SDQ)，CID，CISD，CCD，QCISD，密度泛函和激发态CIS能量的核坐标梯度。以上后-SCF方法可以利用冻结核近似。

使用内坐标，笛卡尔坐标或混合坐标，自动进行几何优化到能量最小或鞍点结构。不论输入结构使用何种坐标系统，优化计算的默认执行使用冗余内坐标。

使用同步过渡引导的准Newton方法，自动进行过渡态搜寻。

使用反应内坐标(IRC)计算化学反应路径。

对能量和几何优化进行二或三层ONIOM计算。

同时优化过渡态和反应路径。

使用态平均CASSCF进行圆锥截面优化计算。

沿着指定的反应路径对过渡结构定位能量最大点的IRCMax计算。直接动力学轨迹计算，其中的经典运动方程集成了解析二级导数。频率和二级导数

对RHF，UHF，DFT，RMP2，UMP2，和CASSCF方法，和用CIS方法计算的激发态等的力常数（对核坐标的二次导数），极化率，超极化率，和偶极矩解析导数的解析计算方法。 对MP3，MP4(SDQ)，CID，CISD，CCD，和QCISD方法的能量或梯度的数值微分，计算力常数，极化率和偶

极矩导数。

使用任意同位素，温度，和压强做谐振分析和热化学分析。

决定振动跃迁的红外和拉曼光谱强度。

(3)分子特性

使用SCF，DFT，MP2，CI，CCD，QCISD方法求解各种单电子性质，如Mulliken布居分析，多极矩，自然

布居分析，静电势，以及使用 Merz-Kollman-Singh 方法，CHelp方法，或CHelpG方法由静电势计算的

原子电荷。

用SCF，DFT和MP2方法，计算NMR屏蔽张量和分子的磁化系数。

振动圆二色性(VCD)强度。

分子内原子理论的成键分析和原子性质。

用传播算子方法计算电子亲和能和电离势。

CASSCF计算中可计算两自旋状态间的近似自旋轨道耦合。

(4)溶剂模型

所有这些模型使用自洽反应场(SCRF)方法模拟在溶液中的分子系统。

Gaussian

Onsager模型（偶极和球反应场），包括在HF和DFT级别解析的一级和二级导数，在MP2，MP3，MP4(SDQ)，CI，CCD和QCISD级别的单点能计算。

Tomasi等人的解析HF，DFT，MP2，MP3，MP4(SDQ)，QCISD，CCD，CID和CISD能量与HF和DFT梯度的极

化连续重叠球状反应场（PCM）模型。

在HF和DFT级别上，解析能量的IPCM（静态等密度曲面）模型。

在HF和DFT级别上的SCI-P …… 此处隐藏：4441字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……