1、 GaussView 畫圖技巧：畫圖技巧：九個(gè)基本高級(jí)技巧九個(gè)基本高級(jí)技巧1. 三個(gè)變形工具三個(gè)變形工具 上圖的三個(gè)變形工具可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)分子的某一部分以及斷鍵成鍵和選擇鍵型等功能，我們不妨將這些工具依次稱為“鍵長(zhǎng)”、“鍵角”和“二面角”工具。根據(jù)需要必須適當(dāng)選擇某些原子的旋轉(zhuǎn)方式，有“旋轉(zhuǎn)全組”（“Translate group”，默認(rèn)），“旋轉(zhuǎn)原子”（“Translate atom”）和“固定”（“Fixed ”）三種，如下圖所示。 例1.1構(gòu)造乙烷的重疊式構(gòu)象（思路很簡(jiǎn)單，只需將其中一個(gè)甲基相對(duì)于另一個(gè)甲基繞C-C 鍵旋60即可，將二面角從180 度設(shè)為120 度，就可以將右邊的甲基旋轉(zhuǎn)6

2、0 度，從而得到乙烷的重疊式構(gòu)象。）2. 利用加氫工具獲得最佳成鍵位置利用加氫工具獲得最佳成鍵位置 利用上圖的加氫工具可以對(duì)某個(gè)原子添加一個(gè)氫原子。但這個(gè)氫原子的成鍵取向有時(shí)并非我們想要的。解決辦法是：既然我們第一個(gè)加氫的取向不理想，那么我們就再添加一個(gè)，就這樣連續(xù)不斷地加氫，直到所加的氫原子的位置符合我們需要位置。然后利用刪除工具將前面添加的氫原子全部刪除即可。加氫工具的另一個(gè)目的就是為后面添加其他基團(tuán)做準(zhǔn)備。用基團(tuán)工具點(diǎn)擊氫原子將氫原子取代掉后即可達(dá)到在一定的成鍵方向添加某個(gè)基團(tuán)的目的。 例2.1：構(gòu)造出環(huán)戊二烯，用刪除工具刪除CH2的兩個(gè)氫原子。再用加氫工具加一個(gè)氫原子即可得到正確取向的

3、氫。 例2.1：構(gòu)造出環(huán)戊二烯，用刪除工具刪除CH2的兩個(gè)氫原子。用加氫工具加一個(gè)氫原子即可得到正確取向的氫。用羰基點(diǎn)擊氫原子將氫原子取成羰基。3. 點(diǎn)群工具點(diǎn)群工具(是將分子進(jìn)行對(duì)稱化是將分子進(jìn)行對(duì)稱化) 選擇菜單 Edit Point Group.即彈出上圖的點(diǎn)群工具對(duì)話框，選定適當(dāng)?shù)娜莶钪担╰olarence）即可將分子進(jìn)行對(duì)稱化，使分子具有某種點(diǎn)群對(duì)稱性。點(diǎn)擊“Symmetrize”按鈕后，分子就已經(jīng)具有相應(yīng)點(diǎn)群對(duì)稱性了。如果再選擇“Constrain to subgroup”中的某個(gè)點(diǎn)群，則笛卡爾坐標(biāo)軸的定向?qū)凑辗肿拥膶?duì)稱軸進(jìn)行選取，如下圖所示。 如果再選中下方的“Always t

4、rack point group symmetry”選項(xiàng)，則后面當(dāng)我們利用變形工具改變某個(gè)幾何參數(shù)（鍵長(zhǎng)或鍵角或二面角）時(shí)或者刪除工具刪除某個(gè)原子時(shí)，分子將按照對(duì)稱性的要求自動(dòng)改變其他對(duì)稱相關(guān)的幾何參數(shù)（鍵長(zhǎng)或鍵角或二面角）或刪除其他對(duì)稱相關(guān)的原子。 例子3.1：構(gòu)造出環(huán)戊二烯，用刪除工具刪除CH2的兩個(gè)氫原子。再用加氫工具加一個(gè)氫原子即可得到正確取向的氫，用點(diǎn)群工具將該結(jié)構(gòu)對(duì)稱化為D5h點(diǎn)群（容差值為0.3），同時(shí)選中“Always track point group symmetry”。這樣用鍵長(zhǎng)工具將任一個(gè)C-C 鍵長(zhǎng)設(shè)1.44，鍵型設(shè)為“共軛雙鍵”，則其余四個(gè)C-C 鍵都擁有同等鍵長(zhǎng)和

5、鍵型。同時(shí)具有D5h 點(diǎn)群對(duì)稱性的環(huán)戊烯分子中心就是坐標(biāo)原點(diǎn)4. 顯示坐標(biāo)軸顯示坐標(biāo)軸 點(diǎn)擊右鍵菜單可以選擇顯示笛卡爾坐標(biāo)軸。顯示坐標(biāo)軸可以更準(zhǔn)確地添加原子或虛原子。 例子4.1：接上例，添加一個(gè)笛卡爾坐標(biāo)軸5. 添加虛原子（構(gòu)建晶體結(jié)構(gòu)）添加虛原子（構(gòu)建晶體結(jié)構(gòu)）點(diǎn)擊上面圖標(biāo)“Atom List Editor”，點(diǎn)擊symbol選擇一個(gè)任意重復(fù)的原子為虛原子。6. 刪除虛原子刪除虛原子 點(diǎn)擊上圖，在彈出的“Atom List Editor”窗口中選中要?jiǎng)h除的原子，然后選擇菜單 Edit Delete Atoms Selected。 例6.1：接上例添加虛原子7. 利用晶體工具在一定方向復(fù)制分

6、子利用晶體工具在一定方向復(fù)制分子 晶體工具也可以通過(guò)選擇菜單Edit PBC.調(diào)出。晶體工具除了構(gòu)造一維至三維晶體結(jié)構(gòu)外，還可以實(shí)現(xiàn)分子的平移復(fù)制。方法是：在彈出的PBC 對(duì)話框中選擇Symmetry選項(xiàng)卡中的“Lattice Dimension”中的“Three”，即構(gòu)造三維晶體結(jié)構(gòu)（一般來(lái)說(shuō)三個(gè)晶軸的方向中的一個(gè)是沿著分子主軸的方向）。我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)Alpha 至Gamma 角來(lái)得到我們想要的一個(gè)晶軸取向，然后在“Cell”選項(xiàng)卡中設(shè)定晶格長(zhǎng)度（a、b 和c 的大?。Ｔ僭凇癡iew”選項(xiàng)卡中選擇該晶軸方向復(fù)制的數(shù)目，最后點(diǎn)“Combine”按鈕既可。完成后可以將PBC 對(duì)話框Symme

7、try 選項(xiàng)卡的“Lattice Dimension”一項(xiàng)設(shè)為“None”，即可取消周期性條件。 例7.1，接上例構(gòu)建三維的晶體結(jié)構(gòu)8 復(fù)制和粘貼工具進(jìn)行分子的復(fù)制和復(fù)制和粘貼工具進(jìn)行分子的復(fù)制和粘貼粘貼 但其局限性在于只能按照軟件默認(rèn)的方向粘貼分子，因此往往需要一些后續(xù)操作才能符合我們的要求。9. 平移分子，旋轉(zhuǎn)分子平移分子，旋轉(zhuǎn)分子 用快捷鍵Alt+Shift即可平移。用Ctrl+Alt即可旋轉(zhuǎn)分子。幾何優(yōu)化幾何優(yōu)化一，幾個(gè)概念一，幾個(gè)概念1.1 密度泛函（密度泛函（DFT） 密度泛函(Density Functional Methods)密度泛函是最近幾年興起的第三類電子結(jié)構(gòu)理論方法。它

8、采用泛函(以函數(shù)為變量的函數(shù))對(duì)薛定鄂方程進(jìn)行求解，由于密度泛函包涵了電子相關(guān)，它的計(jì)算結(jié)果要比 HF（Hartree-Fock 方） 方法好，計(jì)算速度也快。1.2 化學(xué)模型化學(xué)模型(Model Chemistries) Gaussian包含多種化學(xué)模型,比如 計(jì)算方法 Gaussian關(guān)鍵詞 方法 HF Hartree-Fock自恰場(chǎng)模型 B3LYP Becke型3參數(shù)密度泛函模型,采用Lee-Yang-Parr泛函 MP2 二級(jí)Moller-Plesset微擾理論 MP4 四級(jí)Moller-Plesset微擾理論 QCISD(T) 二次CI * 在B3LYP水平上進(jìn)行的計(jì)算結(jié)果,在幾何優(yōu)化

9、上有明顯的優(yōu)勢(shì). 這些結(jié)論顯示, * 如果可能,使用B3LYP/6-31G(d)進(jìn)行幾何構(gòu)型和零點(diǎn)能計(jì)算,使用B3LYP（函數(shù)）的最大基組進(jìn)行能量計(jì)算 。1.3基組基組 基組是分子軌道的數(shù)學(xué)表達(dá)。其中一種為分裂基組 。最精確的方法是B3LYP/6-311+G(3df,2df,2p)和B3LYP/6-31G(d),注意其表示 用后一種方法優(yōu)化結(jié)構(gòu),用前一種方法計(jì)算能量及性質(zhì).這不是最昂貴的計(jì)算方法.1.4 彌散函數(shù)彌散函數(shù)(Diffuse Functions) 6-31+G(d)基組表示的是6-31G(d)基組在重原子上加上彌散基組,6-31G+(d)基組表示對(duì)于氫原子也加上彌散函數(shù).這兩者一般

10、在精度上沒有大的差別. 1.5分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu) 首先是電荷和自旋多重度，電荷就是分子體系的電荷了，沒有就是0，自旋多重度就是2S+1，其中S 是體系的總自旋量子數(shù)，其實(shí)用單電子數(shù)加 1 就是了。沒有單電子，自旋多重度就是1.1.6分子幾何構(gòu)型分子幾何構(gòu)型 一般可以用迪卡爾坐標(biāo)，也可以用Z-矩陣(Z-Matrix)二，二，Gaussian 計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例（進(jìn)行幾何優(yōu)化（進(jìn)行幾何優(yōu)化,在在起始結(jié)構(gòu)的附近尋找具有最低的能量的結(jié)構(gòu)起始結(jié)構(gòu)的附近尋找具有最低的能量的結(jié)構(gòu).） 計(jì)算優(yōu)化乙烯結(jié)構(gòu)：計(jì)算優(yōu)化乙烯結(jié)構(gòu)： 第一步，寫好高斯輸入文件：1、（畫出乙烯分子結(jié)構(gòu)并保存文件）2、點(diǎn)擊菜單上的Calcula

11、te，選中Gaussian.，打開高斯計(jì)算設(shè)置窗口。3、設(shè)定工作類別optimization，4、設(shè)定計(jì)算方法，Ground State 表示計(jì)算基態(tài)，DFT表示用密度泛函理論，Unrestricted表示用非限制性的，即分別計(jì)算電子和電子；B3LYP 表示用的函數(shù)為B3LYP 函數(shù)。下一行為計(jì)算所用基組設(shè)置，本計(jì)算采用的基組為6-31G，后面的是加極化函數(shù)和彌散函數(shù)，我們這兒暫時(shí)不考慮。然后再一下行第一個(gè)Charge 表示計(jì)算分子所帶電荷量，這里設(shè)為0，表示是中性分子；然后是自旋多重度spin，singlet 表示自旋多重度為1，分子中沒有單電子。5、設(shè)置作業(yè)標(biāo)題，手寫輸入ethylene opt。6、設(shè)置所需資源，%chk=ethylene.chk 表示計(jì)算結(jié)果生成的chk 文件命名為ethylene.chk，%mem=6MW 表示計(jì)算所需內(nèi)存為6M，%nproc=1 表示所需cpu 數(shù)目