柔性扫描简介

势能面扫描可以用来研究势能随少数几个坐标变化的情况，分为刚性扫描和柔性扫描两种。刚性扫描是指被扫描的坐标变化后，不改变未被扫描的坐标，相当于做一系列单点能计算。对于刚性扫描，本公众号之前已经有过介绍，见《用高斯做势能面扫描（一）：刚性扫描》。

柔性扫描是指被扫描的坐标变化后，固定被扫描的坐标优化分子结构，相当于做一系列限制性优化。刚性扫描所需的计算资源更少，但是由于刚性扫描只考虑了一个自由度，其计算结果对势能面的描述不如柔性扫描更真实。

背景介绍

势能面扫描可用于研究一个区域内的势能面，通常是在不同结构上执行一系列的单点能计算，得到能量或其他性质随几何结构变化的情况。势能面扫描分以下两种类型：

刚性扫描 (rigid scan)

只改变被扫描的变量，而分子内其他变量固定不变，对分子进行一系列的单点能计算。

柔性扫描 (relaxed scan)

改变被扫描的变量，在每个结构处固定当前变量，并优化分子结构（实际是一个限制性优化）。

本篇先介绍刚性扫描的做法。刚性扫描使用scan关键词，与一般计算不同的是必须使用内坐标 (internal coordinate) 或称Z-matrix来描述分子结构。首先介绍一下内坐标的书写方法。

前言

寻找过渡态是研究化学反应机理中至关重要的步骤，但实际研究中，找过渡态往往不是一帆风顺。过渡态的结构优化对初始猜测十分敏感。过渡态是势能面上的一阶鞍点，是反应路径上的能量极大值点。而势能面扫描则是研究体系的能量随某结构参数变化的情况。因此，根据猜测的过渡态的结构变化模式，可以借助势能面扫描寻找一个能量高点，这个结构往往是过渡态的一个非常好的初始猜测。本文以 J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 8251−8258 一文 Figure 10 中的两个过渡态的寻找为例，说明如何借助势能面扫描来寻找过渡态。所有的计算使用 Gaussian 16 C.01 完成。

量子化学计算中的弥散函数是指指数很小的基函数，有很广的空间分布范围。

必须加弥散：

• 计算偶极矩、多极矩
• 计算极化率、超极化率
• 计算里德堡激发态
• 计算阴离子体系能量、电子亲和能
• 计算弱相互作用能
• 计算Raman、ROA强度

前言

本文里凡是带DFT-D3校正的情况，如果你的程序支持DFT-D4，而且对相应的泛函定义了参数，那么都可以改用DFT-D4，对于有机类体系结果相对于DFT-D3不会有太大差别，但是对于计算过渡金属配合物的金属有机反应、弱相互作用的情况可能精度会有明显的改进。

计算能量相关问题的精度的顺序通常是：CCSD(T)>双杂化泛函>恰当选用的普通泛函>MP2>HF>半经验方法。

感觉课题那边写的东西越来越多，已经超过这边的内容了，这边就改为工具箱，讲些软件相关的基础吧。

软件基础?

安装与调整

需要安装的包括：服务器相关的上传和命令软件和化学结构绘制查看软件。