几何构型优化与振动分析实验在线视频

同学们大家好

我们今天来讲

几何构型的优化和振动分析

如何在计算程序里面来实现

几何构型优化

是计算化学里面很重要的一个过程

其实从高斯程序要输入这个东西的话是

很简单的

实际上它命令就等于是我们

这个opt=z-matrix的话

这一个命令就可以来控制几何构型的变化

几何构型变化

实际上这个是我们开始输进去了一个值

它其实是没有达到分子这个平衡的位置

它能量对坐标的求一级导数是不等于0的

但是通过这个opt这个命令运行了以后的话

它这个值就会接近于等于0

那因为严格意义来说0是不可能

因为这是数学运算的一个结果

所以实际上就程序有一定的要求

能量对坐标求一级导数

它的绝对值小于0.00045的话

就会认为是满足了我们计算的条件

这是我们今天要做的就是说

演示的第一个作业叫

一个水分子的几何构型的一个优化

第二个作业是我们做一个

乙烯分子的几何构型的一个优化

那在这个地方它

除了这个opt=z-matrix这个命令以外

我们还引入了另外一个命令

叫freq这个命令

freq这个命令是拿来做一个振动分析用的

就是说实际上就等于是

它这两个命令放在这里面

意思是先完成这个命令

先把这个几何构型优化好了以后

的几何构型自动第二个作业来做freq

当然这个关键词给了这个次序是没有关系的

哪个写前面哪个写后面都没有关系

真正程序运行的时候

就一定是先运行opt

再来运行freq这个命令

这就是我们今天要在这里面练习的是两个作业

既然有freq我们像这样的一些作业

我们还需要用图形软件来打开来

看一下这些振动的一个模式

所以我们先来做第一个作业

运行这个究竟有什么样的一种情况

运行这个作业

我们还是打开高斯这个程序

开始来做这个作业

我们可以在这个文件里面

可以重新打开一个新的一个窗口

这个窗口里面就分了五部分

第一部分是

可以控制内存等等这些东西

因为今天我们作业就比较小

可以不用去管这个框

我们从第二个框开始

我们可以把这个#这一行的内容

就可以拷到这第二框里面

来运行这个作业

那么我们标题就可以随便输进去

然后这个电荷和多冲突

就输一个0和1就可以了

最后我们要把几何构型给它拷进来

拷到最后一个大的这个框里面

我们就可以来运行这个作业

运行前呢我们最好是

把这个作业给它保存到一个文件名

这个名字的话就可以了

保存完了以后我们就可以开始运行

运行的话可以

点一下保存就可以了

因为刚才已经运行过

所以在这个地方要出现这个

一个窗口就开始运行

什么时候结束呢

就在这个里面会提示你

我们的这个作业已经完成了

这完成了我们可以从这个结果文件

退回来看的话就可以知道

这个结果是不是已经完成了

如果正常结束完成的话

这里面可以看到有

四个YES在这个地方

然后这是我们最后优化出来的

几何构型优化完了以后

这个能量对坐标求导数

值是非常小的

我们把这个窗关掉

我们下面来做第二个作业

因为已经有一个作业了

所以这个我们可以在这个地方

用通过修改的办法来做这个作业

先我们把这第二个作业的

几何构型拷过来

拷到这个最后这个框里面

就给它粘贴到这就可以了

在这里面第一个就是跟

第二作业差别就在这里面

需要出一个freq来做这个这种频率的计算

拷完以后

我们就可以把这个东西给它保存到一个

重要里面去

我可以取个名字

这名字可以随便取

但是最好别取中文的

那么这样拷完以后

我们就可以来运行这个作业

这个运行作业我们刚才已经讲了

其实是有两步

所以时间就会略微长一点

这样的话我们

这个作业已经也是完成了

完成以后呢

因为振动分析这个图

我们也会直接从这个结构问题来看

我们可以通过一些图形软件来做这个东西

那么我们在这里面比较好用的是一个

叫Chemcraft软件

我们可以给它打开这个软件来看这个结果

那么我们下面把这屏幕变成全屏的

然后我们可以

打开这个结果文件进到结果文件

目录里面去

我们刚才的作业就在这个地方

就打开这个文件就可以

从这样的话看到了

我们刚才做的乙烯分子的结构

打开这个图里面我们看到是

最后优化完了几何构形的东西

在这里面我看到有作业分两步

一个叫Job1是优化几何构型

Job2是振动频率

至于第一步呢我们就不用管

我们来看一下就振动频率是什么样

点一下Job2的Frequenci的话

我们就可以看到它有

这么多的振动频率在这个地方

有这样的一些这种频率的话

你想要看这个频率是什么样

点一下这个频率

就可以看到在这个地方变化

那么我们也可以把这个箭头给它

输出来就可以看到它这个第一个振动频率

实际上是一个弯曲振动的一个频率

我们也可以有别的频率

这是另外的弯曲振动

然后也可以看到频率大一点的

像这种的话

是一个碳氢的一个对称的伸缩振动

然后这也是碳氢的对称的伸缩振动

然后这是一个

碳氢的一个反对称的一个伸缩振动

这个也是碳氢的反对称的伸缩振动

就是说这种图形软件

我们可以把这个结果

可以看很清楚

如果你要想保存着图形的话

这个软件也是可以的

就是说我们可以

屏幕上显示什么状态我们在这个地方点一下

这个Freeze的话它就会停下来了

停下来以后也可以通过

这里面Edit里面有Copy image的话就可以把它

变成是一个图形

这样的图形的话就可以

粘贴到任何一个软件里面

像Mirosoft word等等这些都可以了

所以就说通过这样的一个图形软件的话

可以很容易看到这种结构更直观一些

这次我就讲这么多

谢谢大家