画图技巧课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,画图技巧课件,1、,三个变形工具,上图得三个变形工具可以实现旋转分子得某一部分以及断键成键与选择键型等功能,我们不妨将这些工具依次称为“键长”、“键角”与“二面角”工具。根据需要必须适当选择某些原子得旋转方式,有“旋转全组”(“Translate group”,默认),“旋转原子”(“Translate atom”)与“固定”(“Fixed”)三种,如下图所示。,例1、1构造乙烷得重叠式构象(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,就可以将右边得甲基旋转60 度,从而得到乙烷得重叠式构象。),2、,利用加氢工具获得最佳成键位置,利用上图得加氢工具可以对某个原子添加一个氢原子。但这个氢原子得成键取向有时并非我们想要得。解决办法就是:既然我们第一个加氢得取向不理想,那么我们就再添加一个,就这样连续不断地加氢,直到所加得氢原子得位置符合我们需要位置。然后利用删除工具将前面添加得氢原子全部删除即可。加氢工具得另一个目得就就是为,后面添加其她基团做准备。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得成键方向添加某个基团得目得。,例,2、1,:构造出环戊二烯,用删除工具删除,CH,2,得两个氢原子。再用加氢工具加一个氢原子即可得到正确取向得氢。,例,2、1,:构造出环戊二烯,用删除工具删除,CH,2,得两个氢原子。用加氢工具加一个氢原子即可得到正确取向得氢。,用,羰基,点击氢原子将氢原子取成羰基。,3、,点群工具,(,就是将分子进行对称化,),选择菜单,Edit Point Group、,即弹出上图得点群工具对话框,选定适当得容差值(,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,”,中得某个点群,则笛卡尔坐标轴得定向将按照分子得对称轴进行选取,如下图所示。,大家学习辛苦了,还就是要坚持,继续保持安静,如果再选中下方得,“,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,分子将按照对称性得要求自动改变其她对称相关得几何参数(键长或键角或二面角)或删除其她对称相关得原子。,例子,3、1,:构造出环戊二烯,用删除工具删除,CH,2,得两个氢原子。再用加氢工具加一个氢原子即可得到正确取向得氢,用点群工具将,该结构对称化为,D,5h,点群(容差值为,0、3,),同时选中,“,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,键都拥有同等键长与键型。同时具有,D,5h,点群对称性得环戊烯分子中心就就是坐标原点,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,选择一个任意重复得原子为虚原子。,6、,删除虚原子,点击上图,在弹出得“Atom List Editor”窗口中选中要删除得原子,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,还可以实现分子得平移复制。方法就是:在弹出得PBC 对话框中选择Symmetry选项卡中得“Lattice Dimension”中得“Three”,即构造三维晶体结构(一般来说三个晶轴得方向中得一个就是沿着分子主轴得方向)。我们可以通过调节Alpha 至Gamma 角来得到我们想要得一个晶轴取向,然后,在“,Cell选项卡中设定晶格长度(,a,、,b,与,c,得大小)。再在“,View”,选项卡中选择该晶轴方向复制得数目,最后点“,bine”,按钮既可。完成后可以将,PBC,对话框,Symmetry,选项卡得“,Lattice Dimension”,一项设为“,None”,即可取消周期性条件。,例,7、1,接上例构建三维得晶体结构,8,复制与粘贴工具进行分子得复制与粘贴,但其局限性在于只能按照软件默认得方向粘贴分子,因此往往需要一些后续操作才能符合我们得要求。,9、,平移分子,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),密度泛函就是最近几年兴起得第三类电子结构理论方法。它采用泛函,(,以函数为变量得函数,),对薛定鄂方程进行求解,由于密度泛函包涵了电子相关,它得计算结果要比,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,Gaussian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水平上进行得计算结果,在几何优化上有明显得优势、这些结论显示,*如果可能,使用B3LYP/6-31G(d)进行几何构型与零点能计算,使用B3LYP(函数)得最大基组进行能量计算。,1、3,基组,基组就是分子轨道得数学表达。其中一种为分裂基组。最精确得方法就是,B3LYP/6-311+G(3df,2df,2p),与,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,、,这不就是最昂贵得计算方法,、,1、4,弥散函数,(Diffuse Functions),6-31+G(d),基组表示得就是,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得差别,、,1、5,分子结构,首先就是电荷与自旋多重度,电荷就就是分子体系得电荷了,没有就就是,0,自旋多重度就就是,2S+1,其中,S,就是体系得总自旋量子数,其实用单电子数加,1,就就是了。没有单电子,自旋多重度就就是,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,在起始结构得附近寻找具有最低得能量得结构、),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、点击菜单上得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,DFT,表示用密度泛函理论,Unrestricted,表示用非限制性得,即分别计算,电子与,电子;,B3LYP,表示用得函数为,B3LYP,函数。下一行为计算所用基组设置,本计算采用得基组为,6-31G,后面得就是加极化函数与弥散函数,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,表示就是中性分子;然后就是自旋多重度,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,表示计算结果生成得,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,去掉所有得钩,再后面得,Guess,(初始猜测)、,NBO,(成键轨道分析)与,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、出现优化后得键长,键角,二面角得优化结果。,制作一维聚乙炔与三维二茂铁,