常用计算关键词#

1
# Opt Freq SCRF=(IEFPCM,Solvent=Ethanol),SMD更准

1
# B3LYP/6-311++G(d,p) SCRF=No

1
# B3LYP/6-311++G(d,p) SCRF=(SMD,Solvent=Water)

1
# Opt=(TS,CalcFC) Freq SCRF=(SMD,Solvent=Water)

1
# Geom=AllCheck SCRF=(SMD,Solvent=Water,Read)

计算吉布斯自由能#

搜索过渡态#

可先进行固定优化作为初猜结构。

1
%nproc=4
2
%mem=1000MB
3
#p B3LYP/6-31G(d,p) opt=(ts,calcfc,noeigen) freq EmpiricalDispersion=GD3BJ scrf=(SMD,solvent=ethanol)
4

5
-1(体系总电荷) 1(自旋多重度)

IRC计算(判断过渡态找的对不对)#

打开过渡态搜索后的结果 => 保存成 IRC 计算的 gjf 文件 => 记事本打开 gjf,把 opt 和 freq 内容删掉,改为:

1
#p IRC=(calcfc,maxpoints=50,stepsize=5,LQA) b3lyp/6-31g(d,p) empiricaldispersion=gd3bj scrf=(smd,solvent=ethanol)

maxpoints=50: 从过渡态开始往两边最多跑50个点,总共101个点,默认10。

stepsize=5: 减小了步长,该值越小,IRC越准确,曲线越光滑。

LQA: 减小报错概率,默认更高精度的HPC。

保存后提交Gaussian计算 => results,IRC/path查看IRC曲线(第一个点和最后一个点是最接近产物和反应物的结构)

运行 Gaussian 16W#

1. 将待计算的 gjf 文件拖入 Gaussian 16W。
2. File Modify 查看刚设定的信息。
3. 点击 run。
4. 将 out 文件保存到 D:/Gaussian。
5. 开始计算,出现 processing complete 表示计算结束。

也可以打开 Gaussian 16W 后走菜单:

1
File new
2
File open

输出文件与收敛判断#

点放大镜或用记事本打开 out 文件查看结果。最后一行出现 Normal 则说明计算正常结束。

满足上述判据可认为结构收敛(converged)。

查看轨道与静电势#

1
results
2
surface/contours
3
remove cube/surface
4
new cube/mapped surface
5
type: total density/ESP

1
File
2
save Temp Files
3
保存 fch 文件到 D:/Gaussain
4
打开 Multiwfn
5
拖入 fch 文件
6
回车
7
0
8
回车
9
查看分子轨道(HOMO,LUMO)

查看优化过程#

若要在 Gaussian 计算过程中或计算结束后查看具体优化趋势:

1. 打开 Gaussian View。
2. File => open。
3. 选择 out 文件。
4. 文件 type 选择第二个 gjf...gfrq。
5. 勾选 Read...(Optimization)。
6. open => view => optimization。

生成并准备 fch 文件#

1. 打开 Gaussian 16W。
2. utilities => formchk。
3. 选择计算完后的单点能.chk 文件。
4. 打开并查看已经绘制完成的结果。
5. 关闭后会多出来一个 .fch 文件。
6. 打开 fch 文件查看 HOMO、LUMO 轨道(上 lumo,下 homo)。
7. 复制该 fch 文件。

VMD 渲染轨道图#

1. 把 fch 文件粘贴到 Multiwfn 文件路径中。
2. 修改 showorb.txt 中轨道数值,改成需要计算的 HOMO、LUMO 轨道。
3. 编辑 showorb.bat,文件名字要和 fch 名字一样；VMD 路径要改成自己的路径。
4. 双击该 .bat 文件。
5. 打开 VMD。

常用 VMD 命令与渲染流程:

1
orb 25
2
orbiso 0.02

orb 25: 先看 HOMO/LUMO 同理。

orbiso 0.02: 修改电子云大小,数字越小电子云越大。

渲染步骤:

1. 打开 VMDrender.txt 并全部复制。
2. 粘贴至 VMD 程序。
3. File => render。
4. 第一个改成 tachyon,第二个不变,第三个删掉 -format...。
5. start rendering 开始渲染。
6. 双击 VMDrender_full.bat。
7. 渲染完成得到 .bmp 图片。

绘制分子表面静电势#

1
mol scaleminmax 0 1 -0.07 0.04(a.u.)

绘制 IGMH 分析图#

1. Gaussian 16W 对两个分子进行结构优化。
2. 打开 fchk 文件,view => labels,确定片段1的原子序号。
3. 把 fchk 文件拷到 Multiwfn 目录下并拖入。
4. 输入 20(弱相互作用的可视化)。
5. 输入 11(IGMH分析)。
6. 输入 2(分子片段个数)。
7. 输入 1-3/4-10(片段1/2的原子序号,例如水分子/甲苯…)。
8. 输入 c(剩余所有原子)。
9. 输入 3(选用高质量格点)。
10. 输入 3(输出 cub 文件)。
11. 输入 2(输出 output.txt,后续散点图)。
12. 把4个 cub 文件剪切到 VMD 目录下,其实就2个有用: dg_inter 和 sl2r。
13. 把 IGM_inter.vmd 脚本中的 Isosurface(等值面)改成 0.00500。
14. 在 VMD 中输入:

1
source IGM_inter.vmd

若要修改等值面大小,打开 graphic representation,其中 Isovalue 越小,等值面越大。

渲染 render 后,把 output.txt 文件复制到 gnuplot/bin 目录下,把 IGMscatter.gnu 拖入 gnuplot.exe,得到散点 ps 文件。

绘制定域化轨道指示函数(LOL)#

1. 先生成 1.fchk 或 1.wfn 文件,复制到 Multiwfn 目录下。
2. 打开 Multiwfn,输入 1.wfn。
3. 输入 4(在平面上绘制图形)。
4. 输入 10(LOL)。
5. 输入 1(不投影)或 5(带投影)。
6. 输入 200,200(格点数),或直接回车使用默认值。
7. 选择平面。
8. 输入 0(Z=0,平面)或 0.5(Z轴范围)。
9. return => -6(txt文件) => 0(图片)。PDF 原始记法: return => -6(txt文件) => 0(图片)。