GaussView画图技巧.ppt

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1、 GaussView 画图技巧： 九个基本高级技巧 1. 三个变形工具 上图的三个变形工具可以实现 旋转分子 的某一部分 以及断键成键和选择键型等功能，我们不妨将这些工 具依次称为“键长”、“键角”和“二面角”工具。 根据需要必须适当选择某些原子的旋转方式，有“旋 转全组”（“ Translate group”，默认），“旋转原子” （“ Translate atom”）和“固定”（“ Fixed ”）三 种，如下图所示。 例 1.1构造乙烷的重叠式构象（思路很简 单，只需将其中一个甲基相对于另一个甲基 绕 C-C 键旋 60即可，将二面角从 180 度设为 120 度，就

2、可以将右边的甲基旋转 60 度，从 而得到乙烷的重叠式构象。） 2. 利用加氢工具获得最佳成键位置 利用上图的加氢工具可以对某个原子添加一个 氢原子。但这个氢原子的成键取向有时并非我们 想要的。解决办法是：既然我们第一个加氢的取 向不理想，那么我们就再添加一个，就这样连续 不断地加氢，直到所加的氢原子的位置符合我们 需要位置。然后利用删除工具将前面添加的氢原 子全部删除即可。加氢工具的另一个目的就是为 后面添加其他基团做准备。用基团工具点击 氢原子将氢原子取代掉后即可达到在一定的 成键方向添加某个基团的目的。 例 2.1：构造出环戊二烯，用删除工具删 除 CH2的两个

3、氢原子。再用加氢工具加一个 氢原子即可得到正确取向的氢。 例 2.1：构造出环戊二烯，用删除工具删 除 CH2的两个氢原子。用加氢工具加一个氢 原子即可得到正确取向的氢。 用 羰基 点击氢 原子将氢原子取成羰基。 3. 点群工具 (是将分子进行对称化 ) 选择菜单 Edit Point Group...即弹出上 图的点群工具对话框，选定适当的 容差值 （ tolarence） 即可将分子进行 对称化 ，使分 子具有某种点群对称性。点击 “ Symmetrize” 按钮后，分子就已经具有相应点群对称性了。 如果再选择 “ Constrain to subgroup”中的某

4、 个点群，则 笛卡尔坐标轴的定向 将按照分子 的 对称轴进行选取 ，如下图所示。 如果再选中下方的 “ Always track point group symmetry”选项，则后面当我们利用变 形工具改变某个几何参数（键长或键角或二 面角）时或者删除工具删除某个原子时，分 子将按照对称性的要求自动改变其他对称相 关的几何参数（键长或键角或二面角）或删 除其他对称相关的原子。 例子 3.1：构造出环戊二烯，用删除工具删除 CH2的两个氢原子。再用加氢工具加一个氢 原子即可得到正确取向的氢， 用点群工具将 该结构对称化为 D5h点群（容差值为 0.3） ， 同时选中

5、“ Always track point group symmetry”。 这样用键长工具将任一个 C-C 键长设 1.44，键型设为 “ 共轭双键 ” ，则其 余四个 C-C 键都拥有同等键长和键型。 同时 具有 D5h 点群对称性的 环戊烯分子中心 就是 坐 标原点 4. 显示坐标轴 点击 右键 菜单可以 选择显示笛卡尔坐标 轴。显示坐标轴可以更准确地添加原子或虚 原子。 例子 4.1：接上例，添加一个 笛卡尔坐标 轴 5. 添加虚原子（构建晶体结构） 点击上面图标 “ Atom List Editor”，点击 symbol选择一个任意重复的原子为虚原子。 6

6、. 删除虚原子 点击上图，在弹出的“ Atom List Editor”窗 口中选中要删除的原子，然后选择菜单 Edit Delete Atoms Selected。 例 6.1：接上例添加虚原子 7. 利用晶体工具在一定方向复制分子 晶体工具也可以通过选择菜单 Edit PBC...调 出。晶体工具除了构造一维至三维晶体结构外， 还可以实现分子的平移复制。方法是：在弹出的 PBC 对话框中选择 Symmetry选项卡中的“ Lattice Dimension”中的“ Three”，即构造三维晶体结构 （一般来说三个晶轴的方向中的一个是沿着分子 主轴的方向）。我们

7、可以通过调节 Alpha 至 Gamma 角来得到我们想要的一个晶轴取向，然后 在“ Cell”选项卡中设定晶格长度（ a、 b 和 c 的大小）。再在“ View”选项卡中选择该晶轴 方向复制的数目，最后点“ Combine”按钮既 可。完成后可以将 PBC 对话框 Symmetry 选项 卡的“ Lattice Dimension”一项设为“ None”， 即可取消周期性条件。 例 7.1，接上例构建三维的晶体结构 8 复制和粘贴工具进行分子的复制和 粘贴 但其局限性在于只能按照软件默认的方向粘贴 分子，因此往往需要一些后续操作才能符合我们 的要求。 9. 平移分子

8、，旋转分子 用快捷键 Alt+Shift即可平移。用 Ctrl+Alt 即可旋转分子。 几何优化 一，几个概念 1.1 密度泛函（ DFT） 密度泛函 (Density Functional Methods)密 度泛函是最近几年兴起的第三类电子结构理 论方法。它采用泛函 (以函数为变量的函数 )对 薛定鄂方程进行求解，由于密度泛函包涵了 电子相关， 它的计算结果要比 HF（ Hartree- Fock 方） 方法好，计算速度也快。 1.2 化学模型 (Model Chemistries) Gaussian包含多种化学模型 ,比如 计算方 法 Gaussi

9、an关键词 方法 HF Hartree-Fock 自恰场模型 B3LYP Becke型 3参数密度泛函 模型 ,采用 Lee-Yang-Parr泛函 MP2 二级 Moller-Plesset微扰理论 MP4 四级 Moller- Plesset微扰理论 QCISD(T) 二次 CI * 在 B3LYP水平上进行的计算结果 ,在几何优 化上有明显的优势 . 这些结论显示 , * 如果 可能 ,使用 B3LYP/6-31G(d)进行 几何构型 和零 点能计算 ,使用 B3LYP（函数）的最大基组进 行能量计算 。 1.3基组 基组是分子轨道的数学表达。其中一种为

10、分裂基组 。最精确的方法是 B3LYP/6- 311+G(3df,2df,2p)和 B3LYP/6-31G(d),注意 其表示 用后一种方法 优化结构 ,用前一种方法 计算能量及性质 .这不是最昂贵的计算方法 . 1.4 弥散函数 (Diffuse Functions) 6-31+G(d)基组表示的是 6-31G(d)基组在 重原子 上加上 弥散基组 ,6-31G++(d)基组表示 对于 氢原子也加上弥散函数 .这两者一般在精 度上没有大的差别 . 1.5分子结构 首先是电荷和自旋多重度，电荷就是分子 体系的电荷了，没有就是 0，自旋多重度就是 2S+1，其中 S 是体

11、系的总自旋量子数，其实 用单电子数加 1 就是了。没有单电子，自旋 多重度就是 1. 1.6分子几何构型 一般可以用迪卡尔坐标，也可以用 Z-矩阵 (Z-Matrix) 二， Gaussian 计算实例（进行几何优化 ,在 起始结构的附近寻找具有最低的能量的结构 .） 计算优化乙烯结构： 第一步，写好高斯输入文件： 1、（画出乙烯分子结构并保存文件） 2、点击菜单上的 Calculate，选中 Gaussian..， 打开高斯计算设置窗口。 3、设定工作类别 optimization， 4、设定计算方法， Ground State 表示计算 基态

12、 ， DFT 表示用密度泛函理论， Unrestricted表示用 非限制性的，即分别计算 电子和 电子 ； B3LYP 表示用的函数为 B3LYP 函数。下一行为计算所用基组设置， 本计算采用的 基组 为 6-31G，后面的是加极 化函数和弥散函数， 我们这儿暂时不考虑 。 然后再一下行第一个 Charge 表示计算分子所 带电荷量 ， 这里设为 0，表示是中性分子 ；然 后是自旋多重度 spin， singlet 表示自旋多重 度为 1， 分子中没有单电子。 5、设置作业标题，手写输入 ethylene opt。 6、设置所需资源， %chk=ethylene.chk 表示 计算结果生成的 chk 文件命名为 ethylene.chk， %mem=6MW 表示计算所需 内存为 6M， %nproc=1 表示所需 cpu 数目为 1。 7、 下一个为 General，去掉所有的钩 ，再后 面的 Guess（初始猜测）、 NBO（成键轨道 分析）和 Solvation（溶剂化）不用管。 8、点击 Edit，提示保存作业，如下图所示： 9、出现保存页面，输入文件名 ethylene.gjf， 点击 Save 保存， 10、出现优化后的键长，键角，二面角 的优化结果。 制作一维聚乙炔与三维二 茂铁