De零點能校正后的電離能，實驗數據應與此數據比較MP2/6-31G*水平下CH4結構優化和頻率分析Example1:JobType:MP2/6-31G*OPT%chk=CH4！Link0命令:chk,rwf,nosave,mem,nproc#PMP2/6-31G*OPTFREQTEST！作業命令行

！需要空行OPTAndFREQonCH4！標題行

！需要空行01！電荷和多重度C！用內坐標的分子描述H1rH1r2aH1r2a3120.H1r2a3-120.Variables！變量，表示以下給變量賦值；也可以只空一行r1.09Constants！常數，表示以下量的值計算中不變；也可以只空一行a109.47122！空行，必須輸出文件的解釋以CH4為例:輸入方向:以輸入的坐標為準,不做處理

Inputorientation:

---------------------------------------------------------------------CenterAtomicAtomicCoordinates(Angstroms)NumberNumberTypeXYZ---------------------------------------------------------------------1600.0000000.0000000.0000002100.0000000.0000001.0901833101.0278350.000000-0.363394410-0.513917-0.890131-0.363394510-0.5139170.890131-0.363394---------------------------------------------------------------------標準方向:將坐標原點放在分子的電荷中心上

Standardorientation:

---------------------------------------------------------------------CenterAtomicAtomicCoordinates(Angstroms)NumberNumberTypeXYZ---------------------------------------------------------------------1600.0000000.0000000.0000002100.6294180.6294180.629418310-0.629418-0.6294180.629418410-0.6294180.629418-0.6294185100.629418-0.629418-0.629418---------------------------------------------------------------------X，Y和Z各方向上，各原子的z坐標分量乘以自身核電荷后加和，結果為零。標準方向很重要，很多計算的性質是對應于標準方向的，如Freq計算中的分子振動方向對稱性:StoichiometryCH4

計量化學,分子式FrameworkgroupTD[O(C),4C3(H)]

所屬分子對稱群Deg.offreedom1

自由度數FullpointgroupTDNOp24

點群LargestAbeliansubgroupD2NOp4

最大阿貝爾子群（乘法法可交換群）

LargestconciseAbeliansubgroupD2NOp4

基組：

Standardbasis:6-311G(d,p)(5D,7F)Thereare12symmetryadaptedbasisfunctionsofAsymmetry.Thereare10symmetryadaptedbasisfunctionsofB1symmetry.Thereare10symmetryadaptedbasisfunctionsofB2symmetry.Thereare10symmetryadaptedbasisfunctionsofB3symmetry.（以上是各種對稱性的基函數的個數）

Integralbufferswillbe262144wordslong.Raffenetti1integralformat.Two-electronintegralsymmetryisturnedon.42basisfunctions,64primitivegaussians,43cartesianbasisfunctions（基函數個數（STOs）和Gaussian型函數個數（GTOs））

5alphaelectrons5betaelectrons

（Alpha電子數和Beta電子數）

nuclearrepulsionenergy13.4331323697Hartrees.

（核推斥能）初始猜：

Initialguessreadfromthecheckpointfile:

（這個作業的初始猜是從上個優化步驟地CHk文件讀取的；不然的話，缺省用ZNDO作為初始猜）

CH4.chkInitialguessorbitalsymmetries:

（初始猜軌道的對稱性）

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)自洽場：SCFDone:

E(RHF)=

-40.2089173552A.U.after1cycles

自洽場收斂

Convg=0.3754D-11-V/T=2.0014

自洽場收斂判據值和維里系數

S**2=0.0000

自旋平方維里系數應該為2（一般計算的值都會接近這個數）計算的自旋平方值應該很接近理論值，不然自旋污染會比較嚴重。自旋污染當兩種自旋不同態（A和B）的勢能面比較接近的時候，自洽場計算A狀態的體系波函數有可能不只含有A態的成分，可能還混有B的成分。如果混入的B的成分過多，計算得A態的性質就會不準確。這種情況稱為自旋污染。

一般閉殼層體系的自旋污染較小，開殼層體系可能有較大的自旋污染。當自旋污染嚴重時，計算的波函數和能量等結果不準確，因此需要消除自旋污染。

收斂判據和優化結束

ItemValueThresholdConverged?收斂判據MaximumForce0.0000180.000450YES最大力RMSForce0.0000180.000300YES根均方力MaximumDisplacement0.0000120.001800YES最大位移RMSDisplacement0.0000120.001200YES根均方位移PredictedchangeinEnergy=-1.103230D-10預期能量變化，本身不是優化的收斂判據Optimizationcompleted.--Stationarypointfound.說明發現穩定點（極小點或鞍點）----------------------------!OptimizedParameters!!(AngstromsandDegrees)!--------------------------------------------!NameValueDerivativeinformation(AtomicUnits)!------------------------------------------------------------------------!r1.0902-DE/DX=0.0!優化的變量值------------------------------------------------------------------------布居數分析（pop）**********************************************************************PopulationanalysisusingtheSCFdensity.

計算SCF密度的布局數分析**********************************************************************

Orbitalsymmetries:

分子軌道的對稱性

Occupied(A1)(A1)(T2)(T2)(T2)

占據的分子軌道的對稱性

Virtual(A1)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(T2)(A1)(T2)(T2)

非占據的分子軌道的對稱性

(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)

Theelectronicstateis1-A1.

對稱性表示的電子態

Alphaocc.eigenvalues---11.20795-0.94256-0.54456-0.54456-0.54456

分子軌道

Alphavirt.eigenvalues--0.161670.237020.237020.237020.42707

的本征值

Alphavirt.eigenvalues--0.427070.427070.752710.811860.81186

（能量）

Alphavirt.eigenvalues--0.811860.936161.202031.202031.72078Alphavirt.eigenvalues--1.720781.720781.723331.723331.72333Alphavirt.eigenvalues--2.180262.180262.180262.520712.62076Alphavirt.eigenvalues--2.620762.702222.702222.702222.90063Alphavirt.eigenvalues--2.900632.900633.188374.191064.19106Alphavirt.eigenvalues--4.1910625.15683布居數分析缺省是用SCF密度，如果想用當前方法（此例為MP2方法），Pop（density=Current）

電荷分析Condensedtoatoms(allelectrons):

濃縮到原子上的電荷（所有電子）12345

1C

4.720460

0.4102750.4102750.4102750.410275

2H

0.410275

0.573213

-0.024626-0.024626-0.0246263H

0.410275

-0.024626

0.573213

-0.024626-0.0246264H

0.410275

-0.024626-0.024626

0.573213

-0.024626

5H

0.410275

-0.024626-0.024626-0.024626

0.573213對角線上表示分布在原子上的電子；紅色數值可以看出1-2，1-3，1-4，1-5之間分布的電子，可以看出成鍵性

Mullikenatomiccharges:

密立根原子電荷(Gv顯示的就是這個值)

1C-0.361558

該C原子上有凈的負電荷

2H0.090389

該H原子上有凈的正電荷

3H0.090389

4H0.090389

5H0.090389偶極矩和多極矩Dipolemoment(field-independentbasis,Debye):偶極矩(能量對電場的一階導數)X=0.0000Y=0.0000Z=0.0000Tot=0.0000Quadrupolemoment(field-independentbasis,Debye-Ang):反映電子分布XX=-8.4219YY=-8.4219ZZ=-8.4219XY=0.0000XZ=0.0000YZ=0.0000TracelessQuadrupolemoment(field-independentbasis,Debye-Ang):XX=0.0000YY=0.0000ZZ=0.0000XY=0.0000XZ=0.0000YZ=0.0000Octapolemoment(field-independentbasis,Debye-Ang**2):XXX=0.0000YYY=0.0000ZZZ=0.0000XYY=0.0000XXY=0.0000XXZ=0.0000XZZ=0.0000YZZ=0.0000YYZ=0.0000XYZ=0.6970Hexadecapolemoment(field-independentbasis,Debye-Ang**3):XXXX=-16.4867YYYY=-16.4867ZZZZ=-16.4867XXXY=0.0000XXXZ=0.0000YYYX=0.0000YYYZ=0.0000ZZZX=0.0000ZZZY=0.0000XXYY=-4.9809XXZZ=-4.9809YYZZ=-4.9809XXYZ=0.0000YYXZ=0.0000ZZXY=0.0000Summery

EnterC:\G03W\l9999.exe)1|1|UNPC-UNK|SP|RMP2|6-31G(d)|C1H4|PCUSER|20-May-2004|0||#PMP2(FRZNGC)/6-31G*SP||SP||0,1|C|H,1,1.09018312|H,1,1.09018312,2,109.47122063|H,1,1.09018312,2,109.47122063,3,120.,0|H,1,1.09018312,2,109.47122063,4,120.,0||Version=x86-Win32-G03RevB.05|State=1-A1|HF=-40.1950547|MP2=-40.3325524|RMSD=2.008e-009|PG=TD[O(C1),4C3(H1)]||@給出了計算方法，基組，作業性質，結果的總結輸出。從這個Summery可以看出：這是在PC上做的，MP2（FC）/6-31G*的單點能計算；體系電荷是0，多重度是1；內坐標可以看出是甲烷分子；用的是G03B.05版本電子態是1A1；MP2能量是-40.3325524Hatrees；點群是Td；不同方法的最終能量輸出輸出文件中：

EUMP2=-0.11298973809868D+01E(RB+HF-LYP)=-1.16541839959QCISD(T)=-0.11372838215D+01CCSD(T)=-0.11372838215D+01

歸檔文件中：MP2=-1.1298974HF=-1.1654184QCISD(T)=-1.1372838CCSD(T)=-1.1372838在輸出文件中查找計算的體系能量：查找相應的關鍵詞，如，QCISD(T),最后的一個（收斂判據之前的）就是該方法計算的體系能量。Linux下，Vi打開輸出文件，用“/QCISD（T）”查找（向下查找）；或用“？QCISD（T）”向上查找；頻率輸出

Fullmass-weightedforceconstantmatrix:Lowfrequencies---0.00080.00080.00087.53617.53617.5361平動，轉動（理論上為零）Lowfrequencies---1363.67261363.67261363.6726可能與平動轉動耦合的模式的頻率Diagonalvibrationalpolarizability:對角化的振動極化率0.25891640.25891640.2589164Harmonicfrequencies(cm**-1),IRintensities(KM/Mole),Ramanscatteringactivities(A**4/AMU),depolarizationratiosforplaneandunpolarizedincidentlight,reducedmasses(AMU),forceconstants(mDyne/A),andnormalcoordinates:123T2T2T2振動模式對稱性Frequencies--1363.67261363.67261363.6726頻率Red.masses--1.17881.17881.1788約化質量Frcconsts--1.29161.29161.2916力常數IRInten--13.984513.984513.9845紅外強度AtomANXYZXYZXYZ原子振動方向160.100.08-0.01-0.060.090.060.05-0.040.1121-0.16-0.080.360.47-0.27-0.14-0.010.41-0.3131-0.12-0.03-0.290.24-0.49-0.22-0.420.00-0.3341-0.45-0.390.070.14-0.25-0.460.14-0.17-0.1651-0.41-0.440.00-0.08-0.030.11-0.270.24-0.48熱力學性質輸出（1）

--------------------Thermochemistry--------------------

Temperature298.150Kelvin.Pressure1.00000Atm.溫度和壓力Thermochemistrywillusefrequenciesscaledby0.9500頻率約化因子，用于熱化學校正Atom1hasatomicnumber6andmass12.00000以下列出各個原子的質量數Atom2hasatomicnumber1andmass1.00783Atom3hasatomicnumber1andmass1.00783Atom4hasatomicnumber1andmass1.00783Atom5hasatomicnumber1andmass1.00783Molecularmass:16.03130amu.分子質量Principalaxesandmomentsofinertiainatomicunits:坐標軸方向和轉動慣量123EIGENVALUES--11.4064511.4064511.40645轉動慣量X0.508230.861220.00000X，Y，Z坐標軸方向Y0.86122-0.508230.00000Z0.000000.000001.00000Thismoleculeisasphericaltop.

Rotationalsymmetrynumber12.

轉動對稱數

Rotationaltemperatures(Kelvin)7.593417.593417.59341Rotationalconstants(GHZ):158.22110158.22110158.22110

Zero-pointvibrationalenergy113460.3(Joules/Mol)

零點振動能

27.11766(Kcal/Mol)熱力學性質輸出（2）Vibrationaltemperatures:1863.921863.921863.922159.572159.57(Kelvin)4204.284392.364392.364392.36

Zero-pointcorrection=0.043215(Hartree/Particle)ThermalcorrectiontoEnergy=0.046091ThermalcorrectiontoEnthalpy=0.047035ThermalcorrectiontoGibbsFreeEnergy=0.025897Sumofelectronicandzero-pointEnergies=-40.336019SumofelectronicandthermalEnergies=-40.333142SumofelectronicandthermalEnthalpies=-40.332198SumofelectronicandthermalFreeEnergies=-40.35333Stabilitiesofcis-andtrans-siomersof1,3-Dibutene靜態電荷分布和反應活性反應選擇性C6H6的C原子上的電荷是-0.199總體上，NH2對苯環有活化作用，NO2對苯環有鈍化作用，NH2是鄰對位取代基，NO2是間位取代基化學反應熱的計算反應1：CH3Cl+H產物在MP2(FC)/6-311G**水平上計算對所有反應物和產物做結構優化和頻率計算E反應熱=E產物總能量—E反應物總能量E反應自由能=E產物總自由能—E反應物總自由能反應平衡常數其他可以計算的熱力學性質化合物的原子化能計算2.分子的離子化勢IP3.電子親和勢4.鍵離解能垂直離子化能和垂直電子親和勢：離子的能量是用分子的結構的去掉一個電子或加上一個電子計算得到的。前提是，認為離子化過程是快速的，短時間內分子結構來不及發生變化。5.化學鍵的鍵能注：鍵能和鍵的解離能不是同一概念。如CH4有第一，第二，第三，第四，四個鍵的解離能，而它的每個鍵的鍵能是相同的，為四個鍵的解離能的加和平均。

6.化合物的標準生成焓等注：需要從計算原子化能開始，結合原子的實驗(或理論)標準生成焓計算。

7.其它化學性質，如同系物的酸性等振動分析可以計算的性質：振動頻率（IR光譜，Raman光譜）零點能熱力學性質同位素效應極化率和超極化率振動轉動耦合系數振動圓二色性振動分析的關鍵詞

振動分析的選項拉曼光譜Raman非諧性Anharmonic勢能函數不是簡諧的內轉動，受阻轉子Hinderedrotor力常數過小的轉動振-轉耦合VibRot振動圓二色性VCD用于光活性分子同位素效應，溫度，壓力ReadIsotopes不影響頻率數值算法選項：解析頻率Analytic數值頻率Numeric二階導數數值EnonlyFREQ的缺省設置是：有解析方式就計算解析頻率，不計算Raman性質MP3，MP4，CISD，CCSD，QCISD等方法沒有解析頻率，只能算數值頻率。一般各種理論方法下，計算的頻率和實驗測得頻率之間有系統誤差，需要用校正因子校正（ScaleFactor）各種方法計算頻率的Scale因子方法：約化因子約化因子（頻率）（ZPE）HF/3-21G0.90850.9409HF/6-31G(d)0.89290.9135MP2(Full)/6-31G(d)0.94270.9646MP2(FC)/6-31G(d)0.94340.9676BLYP/6-31G(d)0.99401.0119B3LYP/6-31G(d)0.96130.9804SVWN/6-31G(d)0.98331.0079Freq=ReadIsotopes輸入#。。。Freq=ReadIsotopes。。。Title02HO10.98空行298.151.50.8929溫度，壓力約化因子H2用質量數是2（程序讀取精確值）的同位素O18用質量數是18（程序讀取精確值）的同位素

空行Freq=（ReadFC，ReadIsotopes）同一方法基組下計算不同同位素的力常數矩陣（Hessian）相同，因此從前面頻率計算的chechpoint文件里讀取力常數，計算同位素效應的頻率和熱力學性質，可以節省許多時間。注：同種