Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка_12.doc
Скачиваний:
148
Добавлен:
13.08.2019
Размер:
5.96 Mб
Скачать

Вопросы

  1. Пакет программ Gaussian. Основные возможности пакета.

  2. Структура пакета Gaussian Задачи, решаемые в процессе вычислений.

  3. Способы создания input файла. Входные раcчетные данные.

  4. Возможности редактора GaussView. Основные способы задания конфигурации молекулярных структур.

  5. Связь Gaussian и GaussView.

  6. Типы молекулярных структур.

Форма отчетности:

В электронном виде, в соответствии общим требованиям (см. приложение). Представляются конфигурации модельных молекул O2, H2O, CH5OH, длины связей между атомами. Графическое представление результатов построения молекул по заданию преподавателя: Задание 1, 2, 3.

При сдаче работы необходимо знать ответы на вопросы лабораторной работы №1.

Лабораторная работа №2 «Численное моделирование электронной структуры молекул с использованием пакета Gaussian03»

Цель работы: знакомство с основными методами расчета электронных структур молекул – методом Хартри-Фока и методом теории функционала плотности, с использованием программного комплекса Gaussian03 на примере молекулы кислорода.

2.1 Теоретическая часть

2.1.1 Основные методы расчета молекулярных структур

Расчет электронных характеристик молекул и конденсированных сред может быть проведен различными методами молекулярной динамики, полуэмпирическими или неэмпирическими методами ab initio.

В методах молекулярной динамики атомы рассматриваются как Ньютоновские частицы, находящиеся в силовом поле. Взаимодействие между частицами описывается потенциальной энергией, зависящей от длин связей, углов между связями, углов кручения и др. В зависимости от приближений, используемых при расчете силового поля и от гармонических функций, описывающих это поле, встречаются различные модификации расчетных программ. В Gaussian03, например, реализованы методы UFF, Dreiding, Amber.

Для расчета электронной структуры неэмпирическими методами используется информация об элементном составе, пространственном положении ядер атомов и числа электронов в системе. В расчетах применяются только фундаментальные константы, все интегралы вычисляются в рамках допущений конкретного метода. Основными неэмпирическими методами являются метод Хартри-Фока и метод теории функционала плотности.

В полуэмпирических методах расчетов электронных структур используются некоторые эмпирические параметры и экспериментальные данные для расчета значений интегралов (перекрывания, кулоновских, обменных и т.д.), вследствие чего время расчетов значительно уменьшается. В Gaussian реализованы следующие полуэмпирические методы: AM1, PM3, PM3MM, MNDO, MINDO/3, INDO, CNDO. Каждый из методов позволяет в результате расчета получить набор тех или иных электронных или спектральных характеристик, значения которых хорошо совпадают с экспериментом. Например, параметризация MINDO/3 позволяет получить геометрические характеристики молекул 2, 3 периодов совпадающие с экспериментальными данными, однако не точно оценивает теплоты образования и энергии возбужденных состояний.

2.1.2 Неэмпирические методы расчета

Фуллерены С60 привлекают внимание не только экспериментаторов, но и теоретиков. Во-первых молекула обладает высокой симметрией усеченного икосаэдра, во-вторых, малое число электронов у атомов углерода позволяет применять методы вычислительной химии из первых принципов с малыми затратами машинного времени, а точность расчетов при этом высока.