计算化学操作流程-孙磊
左景林教授课题组A605计算化学操作流程
孙磊
以李高楠师姐制备所得 TTF-pyrrole 为例，详述化合物的几何优化(geometryoptimization)，频率计算(frequency)，紫外-可见光谱(即激发态计算，TDDFT) ，电子密度分布分析(electron density distribution) 的计算操作以及后处理流程。这是我一年多来做计算的过程中自己悟出的一些心得，几乎没有得到任何专业人士的指导，因此不能保证在这里所说的都是正确的，如有错误，欢迎大家批评指正，也希望大家能理解包涵。
这里所述仅针对A605 电脑，使用的软件如下：
Windows 系统：ChemOffice2010 程序包中的Chem3D，GaussView 3.07，Gaussian03W B.01,
GaussSum-2.2.4，QMForge-2.1，Origin8.0
Linux 系统：RedHat Linux，Gaussian09 A.01，GaussView3.09
本文中所用到的文件都保存在“Calculation Procedure_Lei Sun ”文件夹中，可以作为本文的参考。
感谢左景林老师、王新平老师、熊晶师兄、李高楠师姐、秦洁师姐、周南师兄、康凌晨师兄、孟一飞同学以及其他师兄师姐和同学们对于计算工作的大力支持，感谢刘春根老师、马晶老师、李承辉师兄和石雪涛同学在计算化学学习过程中对我的帮助。
一、几何优化
几何优化是计算的第一步，是开展后续计算的前提。其目的是将分子的几何结构优化至能量最低点，此时分子最稳定，在此基础上计算所得紫外-可见光谱等才有意义。一个分子可能有几个最优化结构，需要视具体情况而定。
1. 利用晶体数据文件创建Gaussian 输入文件
Gaussian 输入文件是人向计算机发送的信息和指令，其中包含着计算方法和所计算物质的结合结构，格式为.gjf 或.com，其中gjf 适用于Windows 系统，com 适用于Linux 系统。撰写正确的输入文件是整个计算过程中最为重要的一步，直接决定了计算能否顺利晶型和计算结果的正确性。
TTF-pyrrole 的结构如下：
已测得单晶结构，得到1.cif 文件。利用ChemOffice2010 程序包下Chem3D 软件打开该cif 文件，出现图一所示界面(其他版本的Chem3D 可能略有不同，但操作相同) 。
点击菜单栏CalculationsGaussian InterfaceCreate Input File ，不做任何修改，直接点击右下方的 Create ，保存文件至 G03 下的 Input 文件夹中，命名为
TTFpyrrole_opt_LiGaoNan.gjf 。其中TTFpyrrole 用于标明计算的是什么物质，opt 表示该输入文件用于计算几何优化，LiGaoNan 则表示计算者。
如果没有晶体结构，则需要直接在GView 中建模，非常麻烦。可以考虑在CCDC 中寻找结构很相似的物质，以其结构为基础，利用图二GView 中最上面的前12 个按钮做修整，从而得到目标物质的结构。
图一
2. 利用GView 对几何构型做修整
GView3.07 软件打开上述输入文件TTFpyrrole_opt_LiGaoNan.gjf ，出现如下界面( 图二，不同版本的GView 略有不同) ：
图二
可以看到该晶体的结构基元是两个TTF 分子。若计算固体的性质，如能带结构，需要保留这两个分子来做计算；若计算溶液中的性质，因为测定紫外光谱时溶液浓度很低，TTF
2
分子被溶剂分子很好地隔离开，所以只取其中一个分子做计算即可。虽然这两个分子几何构型不同，但是在优化后应该得到相似的结构，因此任选其一即可。另外由于该物质紫外光谱在二氯甲烷中测定，而晶格中溶剂分子为水分子，因此需要把溶剂分子也一并删去。
点击图二最上面红圈标
