法（Density 电子-核相互作用和说明剩余
Functional 电子相互作用的交换相关项
Theory
这几部分进行分别计算
Methods,DFT）
需要描述稳定点时必须考虑的问题
目的
寻找极小值
寻找过渡态
虚频数
0个
显示
是极小值
1个
不是极小值
处理
比较其他异构体，得到最小值
继续寻找，尝试改变对称性，或按虚 频的振动模式修正分子结构
0个 1个 多个
是极小值
尝试Opt=QAT或QST3寻找过渡态
是过渡态
判断其是否与反应物，产物相关
是高阶鞍点，不是连接两 点的过渡态
6-31+G(d)
[H-Cl]
6-31G(d,p)
[H-Cl]
6-311+G(d,p)
[H-Br]
6-311+G(2d,p)
[H-Br]
描述与说明 最小的基组，适用于较大的体系
在重原子上增加极化函数，用于大多数情况下计算 在氢原子上增加极化函数，用于精确能量计算 增加弥散函数，适用于孤对电子、阴离子和激发态 在氢原子上增加p函数，6-31G(d,p)基础上增加弥散函数 在6-31G(d)基础上加额外的价函数，如果需要也可以通过加上一“+”来实现对氢原子 加上弥散函数 对重原子加上2d函数，并加上弥散函数，对氢原子加上1p函数
尝试QST2，或者检查虚频对应的振动 模式，其中之一可能是指向反应物和 产物，在该点的过渡态方向下修正分 子，重新计算
6 基组的选择
量子化学中的基组用于描述体系波函数的若干具有一定性质的函数。基组 是体系内轨道的数学描述。根据体系的不同，需要选择不同的基组，构成 基组的函数越多，基组便越大，计算的精度也越高，计算量也随之增大。
6-311+G(2df,2p) [H-Br]
对重原子加上2d和1f函数，并加上弥散函数，对氢原子加上2p函数
6-311++G(3df,2pd) [H-Br]
对重原子加上3d和1f函数，对氢原子加上2p和1d函数，并且二者都加上弥散函数
7 选择合适的理论模型
适用范围
优点
缺点
代表方法
因为在自然情况下分子主要以能量最低的形式存在，故对分子性质的研究是从优化而不是单点能
计算化学 ppt总结
XXX 201 年 月 日
CONTENTS 目录
1 计算模型 2 GaussView使用简介 3 单点能计算 4 几何优化
CONTENTS 目录
5 频率计算 6 基组的选择 7 选择合适的理论模型
1 计算模型
计算化学的方法主要有分子力学理论（Molecular Mechanics)和电 子结构理论（Electronic Structure Theory)
பைடு நூலகம்
化学模型的应用
1.模型的建立
3.分子的各种谱图 4.分子中的化学键
2.分子的稳定构形 3.化学反应的机理
2 GaussView使用简介
一、构建高斯的输入文件 二、以图的形式显示高斯计算的结果
3 单点能计算
单点能计算是指对给定几何构型的分子的能量以及性质进行计算。可用 于： 1.计算分子的基本信息 2.分子构型优化前的检查 3.由较低等级计算得到的优化结果上进行高精度的计算 4.计算条件下，体系只能进行单点计算 5.单点能的计算可以再不同理论等级，采用不同基组进行
半经验方计法算开始1。.非常大的 系统
因为参数来自于特殊 不能处理氢键、过渡 AM1、PM3、MNDO
2.处理大体系的第一步
的体系，所以其计算 态和没有良好参数的
3.简单有机分子
针对这一类体系有较 原子
4.一些分子的定性研究：分 高的准确性
子轨道、原子电荷、振动简
正模式
电子相关和 后SCF方法
MPn方法特别适合进行化学
反应的模拟计算；耦合簇方 法和QCI方法提供高于MP4等 级的处理电子相关的方法
精度上有所提高
MPn方法以HF方法为 MP微扰理论（包括
基础，因而受到HF方 MPn,n=2、3、4、
程的局限，不能很好 5）；二次相关能；
的处理非限制性开壳 耦合簇方法；
层体系
Brueckner Double能
密度泛函方 通过把电子能量分成动能，
4 几何优化
因为在自然情况下分子主要以能量最低的形式存在，故对分子性质的研 究是从优化而不是单点能计算开始。 势能面：分子可能的结构所对应的能量值的图形。能量最低的点叫全局 最小点；势能面上某一区域内能量最小的点叫局域最小点，一般对应着 可能存在的异构体；鞍点是势能面上在一个方向有极大值而在其他方向 上有极小值的点，通常对应的都是过渡态。 寻找极小值：对于所有的极小值和鞍点，其能量的一阶导数(梯度)，都是 零，这样的被称为稳定点。 自洽场（self-consisitent field,SCF）:一种求解全同多粒子系的定态薛定 谔方程的近似方法。 收敛标准：当计算出的两个能量值的差落在默认程序的标准之内时，程 序就认为收敛达到，优化结束。
1.斯莱特型基组
2.高斯型基组 3.压缩高斯型基组
最小基组 劈裂价键基组 极化基组 弥散基组 高角动量基组
4.第三周期以后的原子基组
6 基组的选择
基组
应用原子
STO-3G
[H-Xe]
3-21G
[H-Xe]
6-31G(d)(6-31G*) [H-Cl]
6-31G(d,p)(6-31G**) [H-Cl]
分子力学理论
电子结构理论
异 采用经典物理对分子进行处理，方法便 基于薛定谔方程，采用量子化学方法对分子进
宜。
行处理，主要有半经验方法和从头算方法。
缺点：具有针对性、忽略电子
缺点：从头算的计算量很大
同 1.计算分子的能量 2.进行几何优化 3.计算分子内运动的频率
密度泛函（Density Functional Methods） 采用泛函（以函数为变量的函数）对薛定谔方程进行求解。由于此方法包含 了电子相关，其计算结果要比HF方法好，计算速度也快。
5 频率计算
1.红外和拉曼光谱（频率和强度） 频率分析的计算要采用能量对原子位置的二阶导数 2.为难进行的优化计算力常数 力常数是能量对坐标的导数 3.确认所优化构型的性质 无虚频表明所得结构式具有极小值的构型，一个虚频表明优化得到的是 过渡态，两个以上的虚频表明优化所得到的是高阶鞍点。 4.计算零点能和热能(用于对总能量的矫正)以及其他的如熵和函等热力学 性质。 计算的输入：同时设置几何优化和频率分析（Opt+Freq）