高性價比熱力學組合方法G4(MP2)-6X的計算方法
文/Sobereva @北京科音
First release: 2018-May-26 Last update: 2019-Jul-30
在2011年,J. Chem. Theory Comput., 7, 112-120中,幾個非Gn系列方法的官方人員提出了G4(MP2)-6X熱力學組合方法,號稱耗時與G4(MP2)相仿佛,而精度很接近昂貴得多的G4。其相對于G4(MP2)最主要變化是把MP2換成了SCS-MP2,把CCSD(T)的CCSD和(T)部分的相關能乘了系數,把優化和振動分析的泛函從B3LYP改為BMK。此方法竟然一直到當下最新的G16 B.01里都仍然沒有被加入,好在文章的補充材料里給出了基于Gaussian做此方法計算的Perl腳本,使用很簡單,這里簡單說一下用法。原作者給的腳本只能輸出H(0)和H(T),沒法輸出指定溫度下的自由能和內能,因此我對腳本進行了一些修改使之能夠輸出。
首先需要編輯模板.gjf文件,內容如下,也可以直接從這里下:G4MP2_6x.gjf。需要將此文件中的坐標、電荷和自旋多重度改成自己分子的情況
%chk=mol.chk
# BMK/6-31+G(2df,p) Opt
A molecule G4(MP2)-6X calculation
0 1
C 0.00000000 0.00000000 -0.56221066
H 0.00000000 -0.92444767 -1.10110537
H -0.00000000 0.92444767 -1.10110537
O 0.00000000 0.00000000 0.69618930
--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read BMK/6-31+G(2df,p) Freq
--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read CCSD(T,FrzG4)/GTBas1
--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read MP2(FrzG4)/GTMP2LargeXP
--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read HF/GFHFB3
--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read HF/GFHFB4
用Gaussian運行此腳本,產生比如G4MP2_6x.out。G09和G16經測試都可以用。
下載此Perl腳本:G4MP2_6x.pl。把Gaussian輸出文件文件和這個.pl文件都拷到Linux下,運行G4MP2_6x.pl G4MP2_6x.out,這個Perl腳本就會自動把相關數據從Gaussian輸出文件中提取出來并進行處理,默認是在標況下算的。輸出信息例子如下
Temperature (K) 298.15
Pressure (atm) 1
NImag 0
E_ele -114.40450436
H(0K) -114.37806386
H(T) -114.37424742
U(T) -114.37519161
G(T) -114.39906286
Nimag就是虛頻數目,E_ele就是電子能量,其它的都不言自明,單位是Hartree。
如果需要計算別的溫度和大氣壓的情況,用文本編輯器打開.pl腳本,修改開頭的$temp和$pres即可。
注:后來此方法的作者又提出了G4(MP2)-XK,把G4(MP2)-6X用的Pople基組改為了def2系列,使得此方法可以用于H~Rn的主族體系,對前四周期精度和G4(MP2)-6X相仿佛。在其原文DOI: 10.1021/acs.jctc.9b00449的補充材料里提供了相應的結合Gaussian使用的Perl腳本。