GaussView_画图技巧.ppt

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,*,*,GaussView 画图技巧：九个基本高级技巧,1,1.三个变形工具,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。,2,3,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，就可以将右边的甲基旋转60 度，从而得到乙烷的重叠式构象,。,）,4,2.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,5,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CH,2,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。,例2.1：构造出环戊二烯，用删除工具删除CH,2,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。,6,3.点群工具(是将分子进行对称化),7,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。,8,9,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。,10,例子3.1：构造出环戊二烯，用删除工具删除CH,2,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 键都拥有同等键长和键型。,同时具有D,5h,点群对称性的,环戊烯分子中心,就是,坐标原点,11,4.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）,12,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.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。,13,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,14,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,15,8 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。,16,9.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。,17,几何优化,18,一，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。,19,1.2 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,20,*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,。,21,1.3基组,基组是分子轨道的数学表达。其中一种为分裂基组。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.,22,1.4 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.,23,1.5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),24,二，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。,25,26,27,3、设定工作类别optimization，,28,4、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。,29,305、设置作业标题，手写输入ethylene opt。,31,6、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,。,32,33,7、,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。,34,35,8、点击Edit，提示保存作业，如下图所示：,36,9、出现保存页面，输入文件名ethylene.gjf，点击Save 保存，,37,38,10、,出现优化后的键长，键角，二面角的优化结果。,39,制作一维聚乙炔与三维二茂铁,40,41,