Gaussian程序详解：从基础到高级

"频率分析-DAUSSVIEW入门教程" Gaussian程序是一款强大的量子化学计算软件，广泛用于模拟分子的结构、反应路径、光谱性质以及能量等。本教程主要介绍了如何利用Gaussian进行频率分析，这有助于理解分子的振动模式和稳定性。 在Gaussian中，模型化学是计算的核心部分，它包括了不同的理论方法和基组选择。模型化学的构成涉及到闭壳层和开壳层的概念。闭壳层指的是电子配置完整的原子或分子，如惰性气体，它们的计算相对简单。而开壳层则涉及未配对电子或未成对电子对的系统，计算上更为复杂。 基组是模型化学中的另一个关键要素，它定义了描述分子轨道所需的数学函数集。Gaussian提供了多种基组类型，例如最小基组（Minimal Basis Set），适用于简单的计算；分裂价基组（Split Valence Basis Set）考虑了更丰富的电子分布；弥散函数（Diffuse Function）用于描述分子边缘的电子分布；高角动量基组（High Angular Momentum Basis Set）处理内层电子；而有效核势基组（Effective Core Potential Basis Set）则减少了计算量，特别适合大分子的计算。 半经验方法如AM1、PM3等在一定程度上简化了计算，但它们的准确度受限于经验参数，无法处理所有化学问题。Hartree-Fock理论是基于波动力学的经典方法，但它忽视了电子间的排斥和吸引，因此在描述电子相关性方面有局限性。为克服这些局限，电子相关和后SCF（Self-Consistent Field）方法被引入，如MP2、CCSD(T)等，这些方法能更精确地模拟电子相互作用。 密度泛函理论（DFT）是另一种常用的方法，它通过求解电子密度而非波函数来简化计算，既能保持一定的准确性，又降低了计算复杂度。不同理论方法的资源消耗各不相同，用户需根据实际需求和计算资源选择合适的方法。 在运行Gaussian程序时，link0负责初始化，link1解析指令行（Route Section）并规划后续计算步骤。计算过程中，link9999表示计算结束。Overlay系列链接用于特定功能，如内存和硬盘的定制。用户可以通过指定-M和-#选项来控制内存和最大磁盘使用。Gaussian的工作单位W是双精度字，2MW相当于16MB。默认.r1文件可以改名为default.rou以调整初始设置。 Gaussian程序界面提供了偏好设置，允许用户自定义外部编辑器、指定程序路径以及临时文件位置。图形工具栏提供了作业控制功能，如暂停、恢复、终止等，并支持输出文件的编辑和转换。Gaussian还能够读取和转换不同格式的分子结构文件，方便用户进行结构分析和可视化。 本教程是Gaussian初学者进行频率分析的入门指南，涵盖了从基础概念到高级特性的全面介绍，旨在帮助用户熟练掌握这一强大的量子化学计算工具。