Квантово-химические расчеты в программе Gaussian. Серба П.В - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

60
финальная фраза, содержащая затраченное на расчет время и прочую
информацию
Job cpu time: 0 days 0 hours 0 minutes 1.6
seconds.
File lengths (MBytes): RWF= 12 Int= 0 D2E=
0 Chk= 7 Scr= 1
Normal termination of Gaussian 03 at Fri Jan 8
11:48:12 2010.
TIME CULCULATION: 0 h 0 m 10 s
TIME CULCULATION IN SECONDS: 10
61
3. РАСЧЕТЫ В GAUSSIAN
3.1. Оптимизация геометрии молекулы
Полная оптимизация геометрии молекулы представляет собой поиск
минимума полной энергии по всем геометрическим параметрам. В молекуле
состоящей из N атомов и не имеющей симметрии, число параметров равно
3N-6 (3N степеней свободы минус трансляции и вращения молекулы, как
целого, вокруг трех осей). В двухатомной и линейной молекулах число
параметров равно 3N-5, так как вращение молекулы
производится по двум
осям. В симметричных молекулах число независимых параметров может быть
существенно меньше, но не превышает 3N-6. Это число независимых
параметров определяет размерность пространства, в котором строится
поверхность потенциальной энергии. Для изучения структуры и реакционной
способности большое значение имеют стационарные точки потенциальной
поверхности, в которых первые производные по энергиям обращаются
в ноль.
Тип стационарной точки (минимум, максимум, седловая точка)
определяется с помощью вторых производных. Диагонализация матрицы
вторых производных дает частоты нормальных колебаний, знаки которых и
определяют тип стационарной точки. Если частоты всех нормальных
колебаний положительны, то особая точка — минимум. Если одно из
собственных значений отрицательное, то имеем дело с седловой
точкой.
В процессе оптимизации геометрии программа производит
аналитическое вычисление сил на атомах (первые производные энергии по
координатам или градиент). Величина градиента определяет шаг изменения
соответствующей координаты, а знак — направление. Совокупность
градиентов характеризует направление (вектор) спуска, в соответствии с
которым программа определяет новую геометрию молекулы,
соответствующую более низкому значению полной энергии.
Затем весь цикл
вычислений повторяется для каждой новой геометрии до тех пор пока, силы
на атомах и изменения геометрических параметров и полной энергии не
станут близки к нулю.
Для геометрической оптимизации в строке спецификации задачи (Route)
пишут ключевое слово Opt. Есть три способа оптимизации геометрии:
• С использование декартовых координат (Opt=Cartesian) ;
•
C использованием переменных Z-матрицы (Opt=Z-Matrix);
• С использованием внутренних координат (Opt=Redundant,
используется по умолчанию) .
По умолчанию задается максимальное число шагов оптимизации равное
20, для изменения числа шагов используется команда MaxCycles=N. Для
изменения шага оптимизации используется команда MaxStep=N, которая
задает шаг 0.01N Bohr или радиан. По умолчанию N равно 30. В процессе

Страницы