Gaussian 量子化学综合软件
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  Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包。其可执行程序可在不同型号的大型计算机,超级计算机,工作站和个人计算机上运行,并相应有不同的版本。高斯功能:过渡态能量和结构、键和反应能量、分子轨道、原子电荷和电势、振动频率、红外和拉曼光谱、核磁性质、极化率和超极化率、热力学性质、反应路径,计算可以对体系的基态或激发态执行。可以预测周期体系的能量,结构和分子轨道。因此,Gaussian可以作为功能强大的工具,用于研究许多化学领域的课题,例如取代基的影响,化学反应机理,势能曲面和激发能等等。常常与gaussview连用。

  关于Gaussian 介绍

  是Gaussian系列电子结构程序的较新版本。它在化学、化工、生物化学、物理化学等化学相关领域方面的功能都进行了增强。


  ⒈研究大分子的反应和光谱

  Gaussian 03做了重大修改,能够处理更大的分子(例如,酶),可以研究有机体系的反应机制,表面和表面反应的团簇模型,有机物光化学过程,有机和有机金属化合物的取代影响和反应,以及均相催化作用等。

  ONIOM的其它新功能还有:定制分子力学力场;高效的ONIOM频率计算;ONIOM对电、磁性质的计算。
  ⒉通过自旋-自旋耦合常数确定构像
  当没有X-射线结构可以利用时,研究新化合物的构像是相当困难的。NMR光谱的磁屏蔽数据提供了分子中各原子之间的连接信息。自旋-自旋耦合常数可用来帮助识别分子的特定构像,因为它们依赖于分子结构的扭转角。
  除了以前版本提供的NMR屏蔽和化学位移以外,Gaussian 03还能预测自旋-自旋耦合常数。通过对不同构像计算这些常数,并对预测的和观测的光谱做比较,可以识别观测到的特定构像。另外,归属观测的峰值到特定的原子也比较容易。
  ⒊研究周期性体系
  Gaussian 03扩展了化学体系的研究范围,它可以用周期性边界条件的方法(PBC)模拟周期性体系,例如聚合物和晶体。PBC技术把体系作为重复的单元进行模拟,以确定化合物的结构和整体性质。例如,Gaussian 03可以预测聚合物的平衡结构和过渡结构。通过计算异构能量,反应能量等,它还可以研究聚合物的反应,包括分解,降解,燃烧等。Gaussian 03还可以模拟化合物的能带隙。
  PBC的其它功能还有:⑴二维PBC方法可以模拟表面化学,例如在表面和晶体上的反应。用同样的基组,Hartree-Fock或DFT理论方法还可以用表面模型或团簇模型研究相同的问题。Gaussian 03使得对研究的问题可以选择合适的近似方法,而不是使问题满足于模块的能力极限。⑵三维PBC:预测晶体以及其它三维周期体系的结构和整体性质。
  ⒋预测光谱
  Gaussian 03可以计算各种光谱和光谱特性。包括:IR和Raman;预共振Raman;紫外-可见;NMR;振动圆形二色性(VCD);电子圆形二色性(ECD);旋光色散(ORD);谐性振-转耦合;非谐性振动及振-转耦合;g张量以及其它的超精细光谱张量。
  ⒌模拟在反应和分子特性中溶剂的影响
  在气相和在溶液之间,分子特性和化学反应经常变化很大。例如,低位构像在气相和在(不同溶剂的)溶液中,具有完全不同的能量,构像的平衡结构也不同,化学反应具有不同的路径。Gaussian 03提供极化连续介质模型(PCM),用于模拟溶液体系。这个方法把溶剂描述为极化的连续介质,并把溶质放入溶剂间的空穴中。
  Gaussian 03的PCM功能包含了许多重大的改进,扩展了研究问题的范围:可以计算溶剂中的激发能,以及激发态的有关特性;NMR以及其它的磁性能;用能量的解析二级导数计算振动频率,IR和Raman光谱,以及其它特性;极化率和超极划率;执行性能上的改善。

  G03W的界面和G98W相比,没有什么变化,G98W的用户不需要重新熟悉界面。


  新增加的基本算法
  ⑴更好的初始轨道猜测。Gaussian 03使用Harris泛函产生初始猜测。这个泛函是对DFT非迭代的近似,它产生的初始轨道比Gaussian 98要好,例如,对有机体系有所改善,对金属体系有明显改善。
  ⑵新的SCF收敛算法,几乎可以解决以前所有的收敛问题。对于其它极少数的不收敛情况,Gaussian 03提供了Fermi展宽和阻尼方法。
  ⑶纯DFT计算的密度拟合近似。这一近似在计算库仑相互作用时,把密度用一组原子中心函数展开,而不是计算全部的双电子积分。它用线性换算的算法,对中等体系的纯DFT计算可以极大地提高计算效率,而又不损失多少精度。Gaussian 03可以对AO基自动产生合适的拟合基,也可以选择内置的拟合基。
  ⑷更快的自动FMM方法,用于适中的体系(纯DFT约100个原子,混合DFT约150个原子)。
  ⑸对纯DFT使用更快的库仑能算法,节省库仑问题的CPU时间。
  ⑹O(N)更精确的交换能量项。在Hartree-Fock和DFT计算中,通过删除密度矩阵的零值项来屏蔽精确的交换贡献。这可以节省时间,而又不损失精度。