Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Топ:
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2022-11-24 | 69 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Полная оптимизация геометрии молекулы представляет собой поиск минимума полной энергии по всем геометрическим параметрам. В молекуле состоящей из N атомов и не имеющей симметрии, число параметров равно 3N-6 (3N степеней свободы минус трансляции и вращения молекулы как целого вокруг трех осей). В двухатомной и линейной молекулах число параметров равно 3N-5, так как вращение молекулы производится по двум осям. В симметричных молекулах число независимых параметров может быть существенно меньше, но не превышает 3N-6. Это число независимых параметров определяет размерность пространства, в котором строится поверхность потенциальной энергии. Для изучения структуры и реакционной способности большое значение имеют стационарные точки потенциальной поверхности, в которых первые производные по энергиям обращаются в ноль. Тип стационарной точки (минимум, максимум, седловая точка) определяется с помощью вторых производных. Диагонализация матрицы вторых производных дает частоты нормальных колебаний, знаки которых и определяют тип стационарной точки. Если частоты всех нормальных колебаний положительны, то особая точка — минимум. Если одно из собственных значений отрицательное, то имеем дело с седловой точкой. В процессе оптимизации геометрии программа производит аналитическое вычисление сил на атомах (первые производные энергии по координатам или градиент). Величина градиента определяет шаг изменения соответствующей координаты, а знак — направление. Совокупность градиентов характеризует направление (вектор) спуска, в соответствии с которым программа определяет новую геометрию молекулы, соответствующую более низкому значению полной энергии. Затем весь цикл вычислений повторяется для каждой новой геометрии до тех пор пока, силы на атомах и изменения геометрических параметров и полной энергии не станут близки к нулю.
|
Для геометрической оптимизации в строке спецификации задачи (Route) пишут ключевое слово Opt. Естьтриспособаоптимизациигеометрии:
· С использование декартовых координат (Opt=Cartesian)
· C использованием переменных Z-матрицы (Opt=Z-Matrix)
· С использованием внутренних координат (Opt=Redundant, используется по умолчанию).
По умолчанию задается максимальное число шагов оптимизации равное 20, для изменения числа шагов используется команда MaxCycles = N. Для изменения шага оптимизации используется команда MaxStep=N, которая задает шаг 0.01NBohr или радиан. По умолчанию N равно 30. В процессе оптимизации в выходном файле на каждом шаге будет показан раздел:
GradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGrad
Berny optimization.
Internal Forces: Max 0.001030037 RMS 0.000903979
Цель оптимизации (минимум или седловая точка)
Search for a local minimum.
...
Старыеиновыепеременные
Variable Old X -DE/DX Delta X Delta X Delta X New X
(Linear) (Quad) (Total)
R1 1.78106 0.00083 0.00166 -0.00061 0.00104 1.78210
R2 1.78106 0.00083 0.00166 -0.00061 0.00104 1.78210
A1 1.84411 0.00103 0.00110 0.00437 0.00547 1.84958
Результатыпроверкисходимости
Item Value Threshold Converged?
Maximum Force 0.001030 0.000450 NO
RMS Force 0.000904 0.000300 NO
Maximum Displacement 0.003663 0.001800 NO
RMS Displacement 0.003437 0.001200 NO
Предполагаемое изменение энергии.
Predicted change in Energy=-3.741219D-06
GradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGradGrad
Вслучаекогдакритериисходимостидостигнутыпрограммавыдаетполученнуюгеометриюипереходиткследующемублоку:
Item Value Threshold Converged?
Maximum Force 0.000012 0.000450 YES
RMS Force 0.000011 0.000300 YES
Maximum Displacement 0.000035 0.001800 YES
RMS Displacement 0.000037 0.001200 YES
Predicted change in Energy=-6.692201D-10
Optimization completed.
-- Stationary point found.
В случае если задача не сошлась выходной файл обычно заканчивается так:
Error termination request processed by link 9999.
Error termination via Lnk1e in /g03/l9999.exe at Thu Jan 12 08:37:38
Job cpu time: 0 days 0 hours 12 minutes 10.2 seconds.
|
то есть выдается сообщение об ошибке в линке 9999.
Основными причинами того, что задача не сошлась могут быть:
· Неудачно задана исходная геометрия и задача сваливается не в тот минимум или вообще расходится;
· Минимум энергии очень пологий – задача сходится медленно;
· Задача зациклилась и скачет между несколькими эквивалентными состояниями.
Для устранения ошибки могут быть полезны следующие рекомендации:
· Исправить исходную геометрию;
· Продолжить оптимизацию с полученной геометрии и при этом увеличить количество шагов оптимизации;
· Выбрать другой алгоритм поиска минимума энергии (Opt=EF), начав расчет с положения с минимальной энергией.
При частичной оптимизации определяют координаты каких атомов следует оптимизировать, а каких заморозить. Используется опция Opt=ReadFreeze. Список атомов указывают в отдельном разделе файл-задания, помещенного после спецификации молекулы (обычно в декартовых координатах), разделенного пустой строкой. Этот раздел имеет формат:
atoms= list [notatoms= list ]
здесь list список номеров атомов, разделенных запятой или диапазон атомов или тип атомов, например:
atoms=3-6,17 notatoms=5 Добавляются 3, 4, 6 и 17 в список атомов.
atoms=3 C 18-30 notatoms=H Добавляются все C и не H из атомов 3, 18-30.
atoms=C N notatoms=5 Добавляются все C и N атомы кроме 5 атома.
atoms=1-5 notatoms=H atoms=8-10 Добавляются все не H атомы кроме 1-5,
и все атомы 8-10 независимо от типа.
Без ключевого слова atoms:
1,3,5 7 Добавляются атомы 1, 3, 5 и 7.
Чтобы добавить, удалить или модифицировать внутренних координат, используется опция Opt=ModRedundant. Строки входного раздела имеют следующий синтаксис:
N 1 [ N 2 [ N 3 [ N 4]]] [[ += ] value ] [ A | F ] [[ min ] max ]]
N 1 [ N 2 [ N 3 [ N 4]]] [[ += ] value ] B [[ min ] max ]]
N 1 [ N 2 [ N 3 [ N 4]]] K | R [[ min ] max ]]
N 1, N 2, N 3 и N 4 номера или обозначения атомов. Value новое значение координаты, += приращение на v alue, если опущено, то координата не изменяется.
A — активация координаты, если она была заморождена.
F — замораживание координаты.
R или K — удаление координаты.
* на месте атома указывает групповой символ. min и max определяет диапазон изменения или максимальное значение, если min опущено.
Примеры использования группового символа:
* | Все атомы специфицированы в декартовых координатах. |
** | Все определенные связи. |
3* | Все определенные связи с 3 атомом. |
*** | Все определенные валентные углы. |
*4* | Все определенные валентные углы с 4 атомом. |
**** | Все определенные двугранные углы. |
*34* | Все определенные двугранные углы вокруг оси, образованной 3 и 4 атомами. |
|
Следующее задание иллюстрирует модификацию внутренних координат:
# HF/6-31G(d) Opt=ModRedun Test
Opt job
0,1
C1 0.000 0.000 0.000
C2 0.000 0.000 1.505
O3 1.047 0.000 -0.651
H4 -1.000 -0.006 -0.484
H5 -0.735 0.755 1.898
H6 -0.295 -1.024 1.866
O7 1.242 0.364 2.065
H8 1.938 -0.001 1.499
3 8 Добавляет связи атомов H
2 1 3 Добавляет угол C-C-O.
|
|
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!