LMR NIOCH

Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН

Лаборатория изучения механизмов органических реакций

Большинство квантово-химических расчетов, анимации которых представлены на этом сайте, выполнены с помощью программы "Природа" (автор Д.Н. Лайков)

Для визуализации расчетов и изготовления анимаций используется программа Molden.

Для подготовки входных файлов "Природы" и преобразования результатов расчета в понятный Molden'у формат применяются скрипты, представленные в разделе Программы.

Программа "ПРИРОДА"

Образцы входных файлов для программы "Природа" (некоторые не совсем тривиальные случаи):
оптимизация с замораживанием двух геометрических параметров
сканирование по диэдральному углу с замороженной длиной связи
сканирование одновременно двух геометрических параметров

Базисы для "Природа-6" и выше в виде отдельных файлов: архив.
В "родных" природовских базисах basis.in и basis4.in имеется множество базисных наборов, в которых легко запутаться, некоторые из них, к тому же, только для отдельных элементов и/или не имеют соответствующего вспомогательного базиса и поэтому не работоспособны для DFT. В архиве содержатся файлы, содержащие по одному базисному набору, охватывающему все элементы. Имена файлов соответствуют названиям наборов (каждый файл -- это просто небольшая часть basis.in или basis4.in):
```
          basis.in:  V1 L1 L11 L2 L2m L22 L22m L3 L33 (элементы 1..36, H-Kr)
                     L1a L11a L2a L22a L3a L33a (с диффузными функциями, элементы H,He,B-Ne)
          basis4.in:             L1 L11 L2 L22 L3 L33 (элементы 1..102)
```
В начале каждого файла добавлено краткое описание базиса (оно не мешает). Релятивистские базисы (из basis4.in) начинаются с буквы r (не забывайте указывать four=1 при их использовании).

См. также старую информацию о синонимах базисных наборов и наличию их для элементов:
basis.in basis4.in
(отсечены базисные наборы, отсутствующие для вспомогательного базиса).

Комбинированные базисы (3z на первых 20 элементах и ECP на остальных, auxiliary basis -- из 3z)
3z + SBK от Д. Лайкова (86 элементов)
3z + Штуттгартский ECP(80 элементов кроме 31-36,49-54,57-71)
Эти базисы можно использовать для расчета хим.сдвигов легких атомов в соединениях, содержащих тяжелые элементы. Подробнее см. здесь.

"Стандартные" базисы. Базисы серии L достаточны для решения многих (практически любых) задач, но они нигде, кроме как в Природе не используются. Между тем, изредка возникает потребность в других, более стандартных базисах. Например, чтобы воспроизвести расчет, сделанный в другой программе. Набор стандартных базисов для Природы (включая дополнительные) (архив) был получен с помощью скрипта g2pri_basis из выдачей программы ORCA, запускаемой с ключевым словом PrintBasis (пробовался еще гауссиан с ключевым словом GFInput, но генерируемые им дополнительные базисы оказались хуже для Природы). В архиве имеются следующие файлы, названные по именам базисов:
```
SV(P) SVP TZVP TZVPP QZVPP def2-SVP def2-TZVP def2-TZVPP def2-QZVPP
cc-pVDZ cc-pVTZ cc-pVQZ aug-cc-pVDZ aug-cc-pVTZ aug-cc-pVQZ 
cc-pCVDZ cc-pCVTZ cc-pCVQZ aug-cc-pCVDZ aug-cc-pCVTZ aug-cc-pCVQZ
EPRII EPRIII IGLO-II IGLO-III VDZ VTZ QZV DZ PC-1 PC-2 PC-3 
6-31G(d) 6-31G(d,p) 6-31G(2d) 6-31G(2d,2p) 6-31G(2df) 6-31G(2df,2pd)
6-31+G(d) 6-31+G(d,p) 6-31+G(2d) 6-31+G(2df) 6-31++G(d,p) 6-31++G(2d,2p) 6-31++G(2df,2pd)
6-311G(d) 6-311G(d,p) 6-311G(2d) 6-311G(2d,2p) 6-311G(2df) 6-311G(2df,2pd) 6-311G(3df) 6-311G(3df,3pd)
6-311+G(d) 6-311+G(2d) 6-311+G(2df) 6-311+G(3df) 6-311++G(d,p) 6-311++G(2d,2p) 6-311++G(2df,2pd) 6-311++G(3df,3pd)
```
В начале каждого файла - доступные элементы и схемы контрактаций. Кроме того, есть файл common_basis.in со всеми этими базисами, в котором set'ы - имена базисов (в этом файле у (d) синоним *, у (d,p) **). В файле common_basis.info - перечисление базисов и доступные элементы.

"Природа" в интернете

-- Priroda для самых маленьких
-- Priroda Documentation
-- ПРИРОДА. Знакомство с основами расчёта на примере конформационного анализа NH2-OH

Форум химиков - Физическая химия - Квантовая химия и моделирование
-- Природа
-- imaginary frequencies in PRIRODA
-- Насколько Природой можно учесть сольватацию?
-- Базисные наборы в Priroda 6
-- Priroda и расчёт хим.сдвигов ЯМР
-- GIAO и ресурсы машины
-- priroda-frequencies calculation
-- PRIRODA: Dipole Polarizability
-- Химсдвиги в Природе
-- моделирование ЯМР спектров
-- Любителям полуэмпирики (Природа 11)
-- Сравнение "быстрых методов" с DFT (Природа 11)
-- Релятивистские базисы и порядок связи (бейдеровский анализ)
-- Координата реакции (сканирование, ПС, IRC и бифуркация)
-- Формула для стандартной теплоты образования (PBE/L1) --- Методика получения
-- Вопрос по природе (неудачная оптимизация высокоспинового кластера металлов)
-- Сходимость SCF в PRIRODA (комплекс рутения)
-- PRIRODA: оптимизация геометрии переходного состояния
-- Расчет термодинамических параметров Firefly (Природа)
-- scan Priroda
-- priroda и поиск ПС
-- RI-MP2 in Priroda Вычислительные затраты методов в ПРИРОДе
-- Priroda - Raman Intensities
-- Природа-MD Молекулярная динамика в ПРИРОДе

Форум Сайта о квантовой химии qchem.ru
-- Квантовохимическая программа ПРИРОДА
-- Лямбда-базисы (Priroda 06)
-- Разные методы - разные значения
-- Визуализация Prirod'ных орбиталей

Программа Molden

Molden -- это широко известный квантово-химический вьювер. Умеет очень много, нужно только привыкнуть к его интерфейсу. Если вы работаете под ОС Windows, то для запуска этой программы Вам потребуется X-сервер (например, Xming (скачать, установить, запустить)). Если у вас linux, то имеет смысл скачать исходники molden, немного их исправить и откомпилировать. Смысл правки в следующем:
1). увеличить число максимально разрешенных связей с одним атомом, чтобы металлоорганика типа ферроцена красивее смотрелась. Для этого нужно исправить #define MXCON в файле xwin.c и mxcon= в файлах *.f
2). molden может показывать около каждого атома его заряд (5-я колонка xyz-файла). Если в этой колонке дать хим. сдвиги (pri2mol так делает), то показываться будут они, но не все, а только меньшие 99. Чтобы решить эту проблему, нужно в файле plmol.f найти кусок
      elseif (iqon.eq.3) then

         if (ipost.eq.1) then
            write(str,'(a2,a1,f7.4)') elemnt(ianz),' ',qat
         endif
         nstr = 10

      elseif (iqon.eq.4) then
и заменить его на
      elseif (iqon.eq.3) then

         if (qat.gt.-10.and.qat.lt.100) then
            write(str,'(a2,a1,f7.4)') elemnt(ianz),' ',qat
         elseif (qat.gt.-100.and.qat.lt.1000) then
            write(str,'(a2,a1,f7.3)') elemnt(ianz),' ',qat
         else
            write(str,'(a2,a1,f7.2)') elemnt(ianz),' ',qat
         endif
         nstr = 10

      elseif (iqon.eq.4) then
Этот скрипт делает указанные изменения автоматически (запускать его нужно из директории, в которую распакован molden). Есть сборка molden для Windows с этими изменениями.

Скрипты

Самые важные:

priin -- конвертер для перевода xyz-файлов или mop-файлов координат (можно получить из Chem3D или из MarvinSketch) во входной файл для "Природы"
pri2mol -- конвертер для перевода выходного файла "Природы" в xyz- и другие файлы для Molden

Другие полезные скрипты представлены в разделе Программы