词条 | Q-Chem |
释义 | 电子结构从头计算程序,可以对分子的基态和激发态进行第一定律计算。 功能:基态自洽场方法1. Hartree-Fock方法 限制性,非限制性,和限制性开壳层形式 用于结构优化的解析一阶导数 用于谐振频率分析的解析二阶导数 2. 密度泛函理论 局域泛函和梯度校正泛函。交换泛函:Slater,Becke’88,Perdew’91,Gill’96,Gilbert-Gill’99,Handy -Cohen OPTX。关联泛函:VWN5,Lee-Yang-Parr,Perdew-Zunger’81,Perdew’86,Wigner, Perdew’91。EDF1交换-关联泛函。用户定义的交换-关联泛函。 HF-DFT混合泛函:B3LYP,B3PW91,B3LYP5,用户定义的混合泛函。 基于数值格点的数值积分方案:SG-0标准网格,SG-1标准网格,Lebedev和Gauss-Legendre角向积分方案 用于结构优化的解析一阶导数 用于谐振频率分析的解析二阶导数 3. 线性标度方法 傅立叶变换库仑方法 连续快速多极方法 线性标度HF交换方法 基于格点的线性标度积分,用于交换-关联泛函求值 线性标度NMR化学位移 4. AOINTS包用于双电子积分 结合了高性能积分技术的最新进展;COLD PRISM;J-矩阵引擎。 5. SCF改进 in-core和直接SCF的最优混合 DIIS 初始猜测方案:重叠球平均原子密度,广义Wolfsberg-Helmholtz,从小基组投影,芯哈密顿量的猜测 SCF波函的稳定性分析 最大重叠方法 Fock矩阵的直接最小化 极化原子轨道对分子优化的最小基 基于波函的电子关联处理1. M?ller-Plesset微扰理论 限制性,非限制性,和限制性开壳层形式 直接和半直接方法计算能量 半直接方法的解析梯度,用于限制性和非限制性形式 在MP3,MP4和MP4SDQ方法的解析梯度计算中处理冻芯轨道 2. 局域MP2方法 根据物理图象截断完全MP2的能量表达式,从而减少计算量 减少计算量相对于分子尺寸的标度,近似为两倍,却不明显丢失精度。 应用外推PAO用于局域校正 可以使用分子中的双原子和分子中的三原子技术 3. RI-MP2 比MP2和局域MP2快十倍 4. 耦合簇方法 CCSD:能量,以及作为能量有限差分的梯度 EOM-XX-CCSD;XX = EE, EA, IP, SF,能够灵活处理自由基,键的断裂,以及对称破缺问题 耦合簇能量的非迭代校正:三级校正CCSD(T),三级和四级校正CCSD(2) 广泛应用分子点群对称性,以改善效率 二次双激发耦合簇 QCISD,QCISD(T)和QCISD(2)用于能量 DIIS用于收敛加速 冻芯近似,用于增加可处理体系的尺寸 5. 优化轨道的耦合簇方法 优化轨道的双激发耦合簇(OD):可避免人为的对称破缺问题;优化平均场参考轨道使能量最小;Brueckner耦合簇;OD,OD(T),和OD(2)的能量及梯度 优化价轨道的耦合簇方法(VOD):传统CASSCF方法的耦合簇近似;在价活性空间利用截断的OD波函;比CASSCF有更少的磁盘空间需求和更小的体系标度,可处理较大体系;VOD,VOD(T),VQCCD,和VOD(2)的能量及梯度 激发态方法1. 支持的计算类型 垂直激发吸收谱 通过激发态能量的有限差分,进行激发态的结构优化 UCIS和RCIS进行激发态的振动分析 自旋反转DFT 2. CIS方法 从Hartree-Fock基态波函计算激发态:获得定性的单电子激发态;结构与频率与基态Hartree-Fock结果有可比性 高效的直接算法用于计算闭壳层和开壳层体系的能量、解析梯度和二阶导数 XCIS用于二重和四重态计算 双激发微扰校正CIS(D),可使CIS误差减少两倍或更多,接近于MP2 3. TDDFT 从Kohn-Sham基态波函计算激发态能量 对于低位价激发态,TDDFT比CIS有相当大的改善,但只有相近的计算量 提供激发态中关联效应的内在图像 自由基的低位价激发态,比CIS有相当大的改善 自旋反转密度泛函理论(SFDFT):把TDDFT推广到低位价激发态之外;可用于键断裂的过程,以及自由基和双自由基体系。 4. 基于耦合簇的激发态方法 EOM-CCSD 自旋反转激发态方法:改善了双、三自由基体系的处理;结合单行列式波函处理键断裂问题;可用于OD和CCSD理论级别 OOD方法:与CCSD激发态方法有几乎相同的数值性能;比TDDFT精度更高,到计算量更昂贵 EOM-VOOD方法:类似于EOM-CCSD,但使用VOOD方案 激发态特性计算:跃迁偶极矩和结构 5. 分解分析 显示电子跃迁的工具,用于把电子跃迁分类为价跃迁、Rydberg跃迁,混合跃迁,或电荷转换 特性分析1. 自动结构优化和过渡态优化 使用Jon Baker博士的OPTIMIZE程序包,用约化内坐标保证迅速收敛,避免初始力常数矩阵 具有一般约束的结构优化:可施加于键角,二面(扭转)角,或平面外的弯曲;直角坐标中冻结原子;约束不一定要加在初始结构上 优化使用笛卡尔,Z-矩阵或离域内坐标 本征矢跟踪算法,用于过渡态和最小化 GDIIS算法用于最小化:使到平衡结构的收敛获得极大加速 内反应坐标跟踪:沿着反应路径的连续平衡结构和过渡态 2. 振动光谱 自动调用解析和数值二阶导数 红外和拉曼强度 输出标准的统计热力学信息 同位素替换,用于与实验进行比较 非谐性校正 3. NMR屏蔽张量 4. 自然键轨道分析 使用NBO 4.0 5. Stewart原子 从分子密度重新获得原子特性 Q-Chem用单位分解方法计算这些值 6. 动量密度 7. Intracules 独特的双电子函数,提供分子中库仑能和交换能关于位置和动量的最详尽信息 8. 分子中的原子 利用免费的AIMPAC进行AIM分析 9. 溶解模型 简单的Onsager反应场模型 Langevin偶极模型 SS(V)PE:一种新的电解质连续模型 10.基于Dirac-Fock理论的相对论能量校正 11.对角绝热校正 计算Born-Oppenheimer对角修正,研究核与电子运动绝热距离的分解 基组1. 高斯基组 2. 赝势基组 3. 用户定义的基组和赝势 4. 基组重叠误差(BSSE)校正 QM/MM1. 到CHARMM的接口 2. ONIUM 其他1. Q-Chem的功能已经完全整合到Spartan程序中,在图形用户界面下计算更容易 操作平台:Unix/Linux/Mac |
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