高斯软件计算主要涉及以下步骤和方法:
自洽场方法(SCF)
高斯软件使用自洽场方法来计算分子的波函数和能量。该方法通过迭代求解Hartree-Fock-Roothaan方程来得到分子的波函数和能量。如果使用密度泛函理论,则解Kohn-Sham方程。
优化构型
高斯软件通过一定的算法搜索一系列构型,并在每一步计算能量和梯度,最终达到能量极小点(稳定构型)或者极大点(过渡态或者高阶鞍点)。优化过程中主要使用本征值跟踪算法(EF)和内坐标的Berny算法等。
输入文件准备
使用高斯软件的输入文件格式(通常是以.gjf 或.com 后缀结尾的文本文件),编写分子的几何结构、电荷和自旋多重度等信息。
指定计算方法和基组
在输入文件中指定所需的量子化学计算方法和基组。选择适当的方法和基组,在计算中考虑电荷-电荷相互作用和分子的电离能等因素。
添加正电荷
在输入文件中为分子的某个原子或多个原子指定正电荷。通常,通过将原子的电荷参数设置为正数或添加正电荷标识符(如+1)来实现。
运行计算
使用高斯软件运行计算。运行高斯计算的具体方式取决于所使用的操作系统和高斯软件版本,可以通过命令行或图形用户界面(GUI)运行计算。
结果分析
高斯软件还提供了图形绘制功能,可以直观展示数据,便于分析计算结果。
高斯软件的核心功能包括量子化学计算、经典力场计算、半经验计算、密度泛函和高精度量化等,是一个功能强大的计算工具。