MOPAC及Gaussian94输出文件管理程序的设计

利用计算化学程序 MOPAC、Gaussian94的输出文件自动产生空间构型优化以后的MOP文件和 MOL文件 ,再利用一些免费的共享软件使优化后的化学结构可视化。同时 ,指出并纠正了著名的 Chem Office中的组件 Chem3D在图形显示方面的错误 ,从使用的实用性和方便性方面考虑 ,开发了一个它们的输入输出文件管理系统 。

用Gaussian98程序计算钪和钛原子价层电子组态能量

用Gaussian 98程序计算了钪和钛原子的价电子组态能量 .计算表明 ,Hartree -Fock(HF)迭代应采用可靠性较高的QC标准方法 ,所得的波函数要进行稳定性分析 ,根据布居分析调整电子的初始占据轨道 ,以便最终得到所需要的原子组态 .在全组态相互作用CASSCF计算中 ,需要用关键词GUESS =ALTER选择适当的活动组态空间 .计算结果说明 ,随着计算从基态转向激发态、从原子序数小的钪转向原子序数大的钛 ,需要考虑的因素明显加多 .根据HF ,QCISD(T)和PM4SDTQ计算得到Sc∶3d2 4s(4F)与Sc∶3d4s2 (2 D)的能量差分别是 96 .80 ,15 2 .92和 14 9.10kJ/mol,与实验值 138.75kJ/mol相一致 .根据HF ,QCISD (T)和CASSCF(4,5 )计算得到Ti∶3d3 4s(5F)和Ti∶3d2 4s2(3 F)的能量差分别为 5 7.85 ,91.74和 82 .0 6kJ/mol,与实验值 80 .

Gaussian程序计算的一阶超极化率的符号问题

在明确了Gaussian程序的偶极矩和电偶极场的定义后,用静电场存在时单点计算的分子能量进行数值微分得到一阶超极化率,然后与Gaussian程序计算的一阶超极化率比较.发现Gaussian程序用polar关键词计算的超极化率的各分量应该变号.

Gaussian程序在化学教学中的应用

本文讨论了Gaussian程序在高校化学学科教学中的一些应用,如进行结构优化并能计算振动频率、电子布居、核磁共振、前线轨道等数据.这些化学信息可以极大地丰富课堂教学的内容.

应用Gaussian程序对顺反二氟乙烯稳定性的探究

在化学教学过程中，应用Gaussian计算程序，对顺反二氟乙烯的能量进行对比，发现两者相似。进一步探究发现，二氟乙烯的稳定性不仅受空间住阻、静电斥力大小影响，而且还与CH—CF^＊分子轨道间的电子离域有关。通过在教学中应用Gaussian程序，对化学问题进行相关深入计算，有利于培养学生严谨的学习精神与实事求是的探究学风。

开展Gaussian程序应用教学的尝试

Gaussian作为化学理论计算中应用最广的程序,在诸多化学问题的研究和解决中得以大量应用,成功地解释和预测了一些化学反应,已成为化学学科的科研教学人员必须掌握的量子化学计算程序之一。开展Gaussian程序应用教学,对于提升学生专业素养、科研水平具有重要的意义。

GAUSSIAN程序中密度泛函理论方法积分精度对计算结果的影响

给出了使用GAUSSIAN程序中密度泛函理论方法进行量子化学计算时遇到的一类问题———六氟锗乙烷分子F3Ge—GeF3的基态构型随计算积分精度不同而改变 ,即GAUSSIAN程序中计算积分精度对计算结果产生重要影响的一个例子 .

有机分子的自洽场分子轨道从头计算的通用程序和C,H基组的选择

本文介绍一个适用于中小有机分子的自洽场分子轨道(SCFMO)从头计算通用程序,并对各种C、H基组作了比较研究,提出一个新的最小原子轨道基组。用它试算甲烷分子的电子结构,仅用9个原子轨道(AO)和41个GTO,得到的分子总能量为E=-40.1662 hartree,比STO-KG的结果为优。例如STO-6G用9AO-54GTO得到E=-40.1011 hartree。甚至比国际通用的Gaussian-70程序所采用的4-31G双ζ基组也有改进,后者用17AO-36GTO得到E=-40.1395 hartree。此外,还在S.B.双ζ基组的基础上,在C-H键中间外加浮动键轨道,得到E=-40.1930 hartree。

使用Multiwfn程序对布洛芬分子波函数分析

布洛芬是一种常用的非甾体抗炎镇痛药,在临床上有很多应用。将布洛芬分子在高斯软件中进行结构优化,得到原子电荷和分子的fch文件,再载入到Multiwfn软件中进行计算。通过对分子进行静电势分析、盆分析、平均局部离子化能(ALIE)分析和电子定位函数(ELF)分析,发现羧基上的氧原子带较多的负电荷,静电势也主要分布在羧基附近,且羧基上O_(3)1号ALIE小,另外羧基上电子离域性高。说明羧基分子上电子更易给出发生亲核反应。

宏程序在多排深槽加工中的应用

数控车床在加工槽时经常会使用G75和G94指令,两种指令的走刀路线都有各自的优点和缺点,在加工深槽时如果单独使用会有"打刀"的危险,结合宏程序进行分层加工,变深槽为浅槽,提高了深槽加工的质量及加工的稳定性。

S_2分子的从头算研究

采用了微机版的Gaussian 94程序以及CIS方法和CIS MP2方法对S2 分子的部分单重激发态和三重激发态进行了研究。计算表明 :CIS方法和CIS MP2方法对S2 分子的低单重激发态基本适用 ,可以给出较为满意的结果。但对S2 分子的三重激发态和高激发态 ,CIS方法还需进一步改进。

一种有机膦--己二胺四甲叉膦酸的Multiwfn研究

己二胺四甲叉膦酸(HDTMPA)是一种有机膦,富含膦酸基团和亚氨基,膦酸基团中氧原子上的孤对电子较多且空间位阻小,常被用于和黏土矿物一起制备复合材料吸附重金属离子。采用Gaussian程序对HDTMPA分子进行结构优化,再使用Multiwfn程序对HDTMPA的原子电荷、静电势、平均离子局域化能、电子定位函数等进行分析,研究其吸附机理以及有机膦的活性位点。分析发现,HDTMPA分子中膦酸基团上的氧原子是活性位点,且P=O上的氧原子比P-OH上的氧原子活性更强。

噻吩结构与O_2反应机理的理论研究

为研究煤自燃的反应机理,利用Gaussian 03程序,采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311G水平下研究煤结构中噻吩型有机硫与O2反应机理。由计算结果可知,反应物的初始连接方式有3种,其中Path 1的反应物经过过渡态TS1异构化为中间体IM1是无需克服势垒的放热过程,这说明煤中的噻吩结构无需从外界吸收热量,与氧气接触即可被氧化。此反应主要有6条反应路径,其中,Path 2是反应的主要反应路径,其速控步骤为过渡态TS6,需要克服的势垒为117.06 kJ/mol,其产物P2(C4H4O+SO)是反应的主要产物。

图形软件与Gaussian 98W程序的联合应用研究

根据量子化学计算的要求,探讨了以图形方式输入计算所需初始坐标的方法,并在Gaussian 98W 平台上对相关计算模型进行了优化,进而用可视化软件分析了Gaussian 98W 的计算结果,实现了Gaussian 98W程序的图形输入和图形输出,使量子化学计算和讨论方便直观。

在有机化学实验中设置计算化学模块

计算化学快速发展,对于化学研究有非常强的指导作用,因此将其引入本科低年级实验教学很有必要。本文在调研国内外高校计算化学课程开设情况的基础上,根据本院学生特点和课程的需要,在面向大一本科生的核心实验课程——有机化学实验中引入了计算模块。模块设计从实验问题出发,将计算项目和实验紧密结合,采用分层次教学的模式进行。利用Canvas线上教学平台对微课、讲义、作业、测验等学习资源进行有效组织,通过直播课和微信群进行讨论和答疑,以翻转课堂的形式进行混合式教学,取得了很好的教学效果。

计算化学实验的课程建设

随着理论化学方法和计算机软硬件技术的迅猛发展,计算化学作为一个新的分支在化学科学的研究中发挥着越来越重要的作用。为适应化学学科的发展,清华大学化学系在原有计算化学导论理论课程的基础上,从2013年开始增设了面向本科生的计算化学实验课程,旨在培养学生应用计算科学方法开展前沿科学研究的实践能力。本课程以最为流行的量子化学软件Gaussian程序为载体,围绕计算化学有别于传统实验化学研究的主要特点——创建初始结构及最优结构——开展实验教学,开展系统的计算化学的科研训练。几年的教学科研实践表明,开设针对本科生的计算化学实验的课程有利于开拓学生的视野和研究兴趣,对培养学生的创新思维能力和理论与实践相结合的研究能力发挥了重要的作用。

计算机在化学探究性学习中的应用

按照化学家探究问题的思维与手段,以探寻“N5”分子碎片的稳定结构为例,介绍了计算机在化学探究性学习中的应用,培养学生用计算机探究化学问题的能力和习惯。

新型氮正离子的分子内环合反应研究

设计合成了一类新型氮正离子,其中的氰基及双键的存在使其稳定,经过 Gaussian 98程序用半经验AM1方法计算得到四种化合物的稳定构象,核磁共振谱图证实了合成化合物结构的正确性.设计的新型氮正离子可进行分子内的亲电取代反应.该类氮正离子可用于合成雌激素受体调节剂的新型母核结构,从而为新型雌激素受体调节剂的设计合成奠定了实验基础.

Gaussian计算结果到HyperChem数据文件的转换程序

分析了量子化学软件包Gaussian和HyperChem程序计算结果的数据结构,利用C语言编制了一个数据转换程序,从而可以利用HyperChem软件的强大图形显示功能实现Gaussian计算结果的图形显示。

Ⅱ-Ⅵ族化合物CdS和CdSe的两体相互作用势研究

利用基于第一性原理的Hartree-Fork(HF)方法和密度泛函理论(density functional theory,DFT)研究了Ⅱ-Ⅵ族化合物CdS和CdSe的两体相互作用势.运用Gaussian 03程序,分别选择了HF方法和基于DFT的BLYP方法进行计算,均得到了良好的两体相互作用势曲线.并通过对两种计算得到的CdS和CdSe结合能与标准的键离解能进行比较,发现利用基于DFT的BLYP方法进行计算得到的结果较为理想,而采用HF方法则存在一定误差,对造成这种误差的原因也进行了详细分析.