Подготовка входных данных для расчета по программе GAMESS

(General Atomic and Molecular Electronic Structure System)

1. Пример задания:

Файл cclf3.inp, содержащий входные данные для оптимизации геометрии и минимизации полной энергии молекулы ClCF₃ (точечная группа симметрии C_3v) в базисе 6-31 G^*.

Команды в файле имя.inp разбиты на 3 группы. Каждая група начинается с названия ($CONTRL, $BASIS, $DATA) и заканчивается командой $END. Порядок задания групп команд и команд в них изменению не подлежит. 1 строка – 1 группа; 2 строка – 2 группа; от $DATA до $END – 3^я группа.

1 группа команд - $CONTRL

включает следующие команды:

• SCFTYP=RHF – расчет ограниченным методом Хартри-Фока,
• SCFTYP =UHF – расчет неограниченным методом Хартри-Фока.
• RUNTYP = OPTIMIZE – оптимизация геометрии рассчитываемой молекулы,
• RUNTYP =ENERGY - минимизация энергии,
• ICHARG=0 или 1, или -1 и т.д. - заряд системы. Если ICHARG=0 то эту команду можно пропустить.
• MULT=1 – синглет или 2 – дублет, или 3 – триплет и т.д. - мультиплетность электронного состояния. Если MULT=1 то эту команду можно пропустить.
• COORD=ZMT – Z-матрица длин связей, валентных и двугранных углов
• COORD=CART – декартовы координаты - способы выбора системы координат в командной группе $DATA (см. ниже) COORD=CART – декартовы координаты
• NPRINT=7 – стандартный вывод,
• NPRINT=9 – вывод на печать матрицы зарядов и порядков связей.

2 группа команд - $BASIS

включает команды, определяющие выбор одного из стандартных базисных наборов для неэмпирического расчета или метод полуэмпирического расчета:

GBASIS=STO – минимальный базисный набор STO-NG,

=N21 – валентно-расщепленный базис N21-G,

=N31 – валентно-расщепленный базис N31-G,

=N311 - валентно-расщепленный базис N311-G,

=MNDO – минимальный базис Левдина для расчета по методу MNDO,

=AM1 - минимальный базис Левдина для расчета по методу AM1,

=PM3 - минимальный базис Левдина для расчета по методу PM3.

NGAUSS=2, 3, 4, 5, 6 если GBASIS=STO,

=3, 6 если GBASIS= N21,

=4, 5, 6 если GBASIS= N31,

=6 если GBASIS= N311 – число гауссовых функций в разложении АО.

NРFUNC=1, 2, 3 число поляризационных р-функций на атомах Н или Не. Если в молекуле этих атомов нет, то команда пропускается.

NDFUNC=1, 2, 3 число поляризационных d-функций на тяжелых атомах (начиная с Na). Если в молекуле этих атомов нет, то команда пропускается.

3 группа команд $DATA

состоит из ряда строк, содержащих сведения о точечной группе симметрии, координатах атомов – декартовых при COORD=CART или внутренних при COORD=ZMT (см. группу $CONTRL):

Строка 1. Название молекулярной системы,

Строка 2. Задание точечной группы симметрии по классификации Шенфлиса: C1, CS, CI, CN, S2N, CNH, CNV, DN, DNH, DND, T, TH, TD, O, OH. Определить с помощью преподавателя. После задания точечной группы через пробел указывается максимальный порядок оси вращения. Например, CNV 3 есть группа C_3v.

Строка 3. пустая, если в сроке 2 задана симметрия, отличная от С1; если С1 то строка опускается. Строки с 4 (или 3, если С1) по М (М- число атомов) - Z-матрица внутренних координат при COORD=ZMT в первой группе команд.

Для ее задания выбирается некоторая нумерация атомов.

Строка 4. Для атома N 1 задается химический символ (в нашем примере Сl).

Строка 5. Для атома N 2 (в нашем примере С) запись 1– химический символ, запись 2 – N атома, с которым он связан согласно выбранной нумерации (этот атом должен быть описан ранее), запись 3 - длина связи между рассматриваемой парой атомов (атом в позиции 2).

Строка 6. Для атома N 3 (в нашем примере F): запись 1– химический символ, запись 2 – N атома, с которым он связан (заданным предварительно) -, запись 3 - длина связи с атомом в позиции 2, запись 4 – N атома (заданного предварительно), с которым данный атом образует валентный угол через атом из записи 2 – запись 5 - численное значение этого валентного угла.

Строки 7 - M. Задание координат для всех остальных атомов, начиная с атома №4 производится аналогично. Содержание записей 1 – 5 аналогично представленному в строке 6. Запись 6 - N атома (этот атом должен быть описан ранее) с которым атомы из записей 2 и 4 образуют плоскость, а данный атом образует с этой плоскостью двугранный угол, запись 7 - численное значение этого двугранного угла.

Если численные значения всех длин связей (A), валентных и двугранных углов (град.) задаются непосредственно, командная группа $DATA заканчивается.

Если те координаты, которые при оптимизации геометрии должны оставаться равными друг другу, задаются буквенными выражениями, командная группа $DATA продолжается следующими строками:

Пустая строка.

Задание численных значений расстояний и углов, определенных буквенными выражениями.

Совет: если экспериментальные данные о геометрии молекулы отсутствуют, начальное приближение для расчета в расширенном базисе следует искать расчетом в минимальном базисе, постепенно его расширяя.