在VMD中繪制Gaussian計算的分子振動矢量的方法

在VMD中繪制Gaussian計算的分子振動矢量的方法

文/Sobereva@北京科音

 First release: 2020-Sep-8    Last update: 2022-May-19

Gaussian用戶觀看freq任務產生的振動矢量一般都是通過GaussView看（雖然也有ChemCraft等其它一些程序也可以看）。然而，起碼對于GaussView 6來說，GaussView顯示振動矢量的一個很大不足是箭頭太細，而且頭部不夠粗，導致有時候都看不清楚，放在文章里不夠美觀。另外，GaussView繪制分子結構的作圖選項不夠靈活，而且還收費。VMD是極其流行的化學體系可視化程序，免費、靈活、圖像效果好，本文介紹如何通過筆者寫的VMD作圖腳本非常方便地繪制Gaussian的振動分析任務產生的振動矢量。VMD可以在http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/免費下載。

在這里下載筆者編寫的繪圖腳本和示例文件：http://www.shanxitv.org/attach/567/file.zip。此腳本至少對于目前撰文時的VMD正式版中最新的1.9.3、Gaussian 09和16是完全適用的。

這里以繪制多巴胺的振動矢量為例進行演示。把文件包里的dopamine.out放到VMD目錄下，這是多巴胺的Gaussian的freq任務的輸出文件。然后我們得把這個.out文件轉化成一個VMD可以認的結構文件的格式，比如可以把此文件載入GaussView，然后另存為.pdb或.mol2文件。也可以下載Multiwfn（http://www.shanxitv.org/multiwfn），啟動Multiwfn后載入此文件，然后選主功能100的子功能2，通過相應選項導出為.pdb或.xyz文件。

把文件包里的drawarrow.tcl和GauNorm.tcl都放到VMD目錄下，然后用文本編輯器打開GauNorm.tcl，把開頭的set filename后面的文件名改為dopamine.out。之后啟動VMD，把多巴胺的結構文件載入VMD，然后在文本窗口輸入source GauNorm.tcl執行此腳本，此時振動矢量信息就被讀入了，與此同時定義了名為norm的繪制振動矢量的命令。之后在VMD的文本窗口輸入比如norm 4，就可以把4號振動模式通過箭頭畫出來。

norm后面還可以接第2個參數，用來設置箭頭長度是正則矢量的幾倍，數值越大箭頭越長，默認是3。norm后面還可以接第3個參數，用來設置箭頭的半徑，默認為0.05。比如norm 5 6 0.07就代表用6倍長度、0.07的半徑繪制第5個振動矢量。默認是用黃色繪制箭頭，如果想用別的顏色，把GauNorm.tcl中的draw color后面的yellow改成其它顏色名，比如cyan。

此例輸入norm 17 5，然后令分子以CPK方式顯示（在Graphics - Representation里把Drawing method改為CPK，再把Sphere Scale設為0.6），效果如下，可見非常理想！和GaussView顯示的相對比，可見展現的信息是相同的，而GaussView畫的箭頭相比之下明顯太小氣了。

注意GauNorm.tcl開頭還有個set ilinear語句，如果當前體系是線型體系，必須把后面的值改為1。

如果你在Gaussian做freq或opt freq任務中按照《在Gaussian中做限制性優化的方法》（http://www.shanxitv.org/404）中的做法將N個原子的笛卡爾坐標凍結了，運行source GauNorm.tcl之前必須把里面set nfreeze后面的值設為N（默認為0，沒有原子被凍結）。