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Gaussian快速啟動(dòng)教程(2):繪制靜電勢(shì)圖、HOMO和LUMO

2022-07-02 09:56 作者:花火夜空  | 我要投稿

前言

  前文(https://www.bilibili.com/read/cv17339129)講解了如何用Gaussian優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)和計(jì)算單點(diǎn)能,以及各項(xiàng)參數(shù)最基本的設(shè)置方法。本文在此基礎(chǔ)上,講解如何根據(jù)計(jì)算結(jié)果,繪制分子的靜電勢(shì)圖和分子軌道(尤其是HOMO和LUMO)。


1.?基礎(chǔ)概念

  (1)?何謂“靜電勢(shì)”?繪制分子的靜電勢(shì)圖有何意義?

  分子附近,空間中每個(gè)點(diǎn)都存在一個(gè)靜電勢(shì),即單位正電荷從無窮遠(yuǎn)處移動(dòng)至此所需功。

  分子的靜電勢(shì)圖體現(xiàn)了分子的電荷分布,可以用來分析與其他分子(離子)的靜電相互作用取向等。

  (2)?何謂“HOMO”和“LUMO”?繪制HOMO和LUMO圖有何意義?

  原子組成分子后,會(huì)形成分子軌道(Molecular?orbital,MO)。分子中,所有電子的最高占據(jù)分子軌道(Highest?occupied?molecular?orbital)簡(jiǎn)稱HOMO,最低未占據(jù)分子軌道(Lowest?unoccupied molecular orbital)簡(jiǎn)稱LUMO。

  與原子外層的“價(jià)電子”和“空軌道”類似,HOMO的電子和LUMO的空軌道體現(xiàn)了分子的反應(yīng)性。如HOMO所在官能團(tuán)易與親電試劑發(fā)生反應(yīng),LUMO所在區(qū)域易與親核試劑發(fā)生反應(yīng)。


2.?繪制靜電勢(shì)圖

  打開.chk結(jié)果文件——右擊——Results——Surfaces/Contours

  新面板中下拉Cube?Actions,選擇New?Cube——下拉Type,選擇Total?Density——OK,并等待計(jì)算完成

  下拉Surface?Actions,選擇New?Mapped?Surface——OK,并等待計(jì)算完成

  完成后得到下圖:

圖1.?不透明的靜電勢(shì)圖

  現(xiàn)修改靜電勢(shì)面的透明度:

  右擊——View——Display?Format

  新面板點(diǎn)擊Surface選項(xiàng)卡——下拉Format,選擇Transparent(透明)——左右拖動(dòng)調(diào)節(jié)至合適的透明度

  完成后得到下圖:

圖2.?半透明的靜電勢(shì)圖


3.?繪制分子軌道

  打開.chk結(jié)果文件——右擊——Edit——MOs

  新面板的New?MOs選項(xiàng)卡中,點(diǎn)擊Load(加載.chk計(jì)算結(jié)果)——Visualize選項(xiàng)卡中,點(diǎn)擊Update

  此時(shí)展示LUMO如下(修改透明度的方法與上文類似,右擊修改):

圖3.?LUMO

  點(diǎn)擊右上方框內(nèi)HOMO軌道(本例中為25號(hào)軌道)右側(cè)的灰色正方形

  此時(shí)顯示HOMO(修改透明度的方法與上文類似,右擊修改):

圖4.?HOMO

  上述所有圖片的調(diào)整及保存均不再贅述,很容易自行摸索。

Gaussian快速啟動(dòng)教程(2):繪制靜電勢(shì)圖、HOMO和LUMO的評(píng)論 (共 條)

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