计算化学的过去与未来-中正大学化生系.ppt

Programs for Molecular Modeling Gaussian Molpro Gamess Spartan (Q-Chem) ADF CASTEP VASP 計算化學/分子模擬 模擬什麼？Structure ? Properties ? Chemistry化學式 ? 結構式 ? 三度空間結構 C6H6O ? ? 　 結構 ? 熱力學性質 電荷分布 光譜性質 分子間作用力及反應性 Methods for Molecular Modeling Force Field Methods(Functional form + Parameter Sets ? Properties)Amber, Charmm, MMFF, Sybyl, MM2 Density Functional Theory (Density ? Properties)BLYP, B3LYP, B98, MPW1PW91, M06-2X, BMK, DSD-BLYP Ab Initio Theory (Latin, “from the beginning”)(Wavefunction ? Properties)HF ? MP2 ? QCISD(T), CCSD(T), BD(T)CIS ? TD-DFT ? EOM-CCSD, CCnCASSCF ? CASPT2 ? MRCI ? MRCI-PT2 Semiempirical (Wavefunction and parameter set ? Properties)ZINDO, CNDO, INDO/S, MNDO, AM1, PM3, PM6 Spartan 軟體簡介 Wavefunction Inc. 1991 創立，提供化學研究學者及教師方便使用的分子模擬工具。 Spartan 16 結合了完整的分子模擬圖形介面以及功能強大的量子化學計算軟體 (Q-Chem)。 國家高速網路與計算中心 (NCHC) 已購置42個浮動使用授權，下載安裝後只要曾向NCHC登記過網址的研究單位都可隨時於個人電腦上使用，於校外亦可藉由VPN連線授權使用。 Spartan 16 for Window 安裝及使用請參閱：.tw/Chemistry/PChem/PChem1/Spartan16_index.htm Gaussian 軟體簡介 由 John Pople 研究團隊 (Carnegie-Mellon University)自 1970 年以來持續發展的一套多功能量子化學計算軟體. 使用 Gaussian-type atomic orbitals 取代 Slater-type orbitals，因此命名為 Gaussian 原本可由 Quantum Chemistry Program Exchange (Gaussian 80, QCPE)取得，1987 年後成立 Gaussian Inc. John Pople (1925-2004) 於 1998 與 Walter Kohn 共同獲得諾貝爾化學獎。 Gaussian 為目前世界上功能最齊全，使用最廣的量子化學計算軟體，必威体育精装版版本為 Gaussian 16, Rev. A03 Gaussian 09 適用平臺及主要功能 若取得 source-code license 可編譯成適用各種電腦系統 (IBM, SGI, HP, PC/Linux)的執行程式，可使用shared memory 或distributed memory (需 Linda)平行化。 近年來也開發出適用於 Windows 以及 OS X 的平行化版本。 除了多種 ab initio (wavefunction)方法外，亦可從事 DFT, Semiempirical, MM 等方法的計算。 可預測分子能量，結構，多種熱力學性質，光電磁學性質，激發態及光譜性質，溶劑效應等。 Gaussian 09 使用要點 基本上，除了MM方法外，Gaussian 的計算是用各種不同的近似方法求解薛丁格方程式: HΨ = EΨ，再從波函數求得其他相關化學或物理性質。 以近似法求解多電子分子波函數及其性質通常需要大量複雜的數值運算與大量的記憶體與硬碟空間。運算的需求量通常至少與系統大小的四次方成正比。 愈準確的理論方法所需要的計算資源愈多，根據系統的大小要慎選所使用的理論方法才能得到有意義計算結果。 Gaussian 09 使用要點 使用者需自行準備Gaussian 輸入檔 (input file)，其中需包含分子結構，電荷，電子自旋多重度以及所選擇的理論方法，以及希望預測的性質。 通常 G09 計算需要一段時間才能完成，除測試外，建議在背景中執 行或使用批次檔