高性价比热力学组合方法G4(MP2)-6X的计算方法

sobereva

高性价比热力学组合方法G4(MP2)-6X的计算方法

Cost-effective thermodynamics composite method G4(MP2)-6X

文/Sobereva @北京科音

First release: 2018-May-26  Last update: 2019-Jul-30

在2011年，J. Chem. Theory Comput., 7, 112-120中，几个非Gn系列方法的官方人员提出了G4(MP2)-6X热力学组合方法，号称耗时与G4(MP2)相仿佛，而精度很接近昂贵得多的G4。其相对于G4(MP2)最主要变化是把MP2换成了SCS-MP2，把CCSD(T)的CCSD和(T)部分的相关能乘了系数，把优化和振动分析的泛函从B3LYP改为BMK。此方法竟然一直到当下最新的G16 B.01里都仍然没有被加入，好在文章的补充材料里给出了基于Gaussian做此方法计算的Perl脚本，使用很简单，这里简单说一下用法。原作者给的脚本只能输出H(0)和H(T)，没法输出指定温度下的自由能和内能，因此我对脚本进行了一些修改使之能够输出。

首先需要编辑模板.gjf文件，内容如下，也可以直接从这里下： G4MP2_6x.gjf (686 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 93)

2018-5-27 00:04 上传 Uploaded

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。需要将此文件中的坐标、电荷和自旋多重度改成自己分子的情况
%chk=mol.chk
# BMK/6-31+G(2df,p) Opt

A molecule G4(MP2)-6X calculation

0 1
C                  0.00000000    0.00000000   -0.56221066
H                  0.00000000   -0.92444767   -1.10110537
H                 -0.00000000    0.92444767   -1.10110537
O                  0.00000000    0.00000000    0.69618930

--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read BMK/6-31+G(2df,p) Freq

--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read CCSD(T,FrzG4)/GTBas1

--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read MP2(FrzG4)/GTMP2LargeXP

--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read HF/GFHFB3

--Link1--
%chk=mol.chk
# Geom=AllCheck Guess=Read HF/GFHFB4

用Gaussian运行此脚本，产生比如G4MP2_6x.out。G09和G16经测试都可以用。

下载此Perl脚本： G4MP2_6x.pl (9.65 KB, 下载次数 Times of downloads: 81)

2018-5-27 00:03 上传 Uploaded

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。把Gaussian输出文件文件和这个.pl文件都拷到Linux下，运行G4MP2_6x.pl G4MP2_6x.out，这个Perl脚本就会自动把相关数据从Gaussian输出文件中提取出来并进行处理，默认是在标况下算的。输出信息例子如下
   Temperature (K)   298.15
   Pressure (atm)     1
   NImag     0
   E_ele    -114.40450436
   H(0K)    -114.37806386
    H(T)    -114.37424742
    U(T)    -114.37519161
    G(T)    -114.39906286

Nimag就是虚频数目，E_ele就是电子能量，其它的都不言自明，单位是Hartree。

如果需要计算别的温度和大气压的情况，用文本编辑器打开.pl脚本，修改开头的$temp和$pres即可。

注：后来此方法的作者又提出了G4(MP2)-XK，把G4(MP2)-6X用的Pople基组改为了def2系列，使得此方法可以用于H~Rn的主族体系，对前四周期精度和G4(MP2)-6X相仿佛。在其原文DOI: 10.1021/acs.jctc.9b00449的补充材料里提供了相应的结合Gaussian使用的Perl脚本。

tangdu

林小浪 发表于 2023-9-30 14:48
sob老师您好，我想请教您一个问题。我最近在用G4MP2-XK方法计算CH4分子的H的时候，计算出的H数值总是不正确 ...

您好，请问输出能量的指令是什么？我怎么也输出不出来

黑色桃花

sobereva 发表于 2023-9-30 05:47
电荷为0明明不是离子体系

涉及到什么基组自行看方法原文便知

好的，感谢老师的回复，老师您人真的太好了（我问了太多问题，您都不厌其烦地回复），真心谢谢您~

林小浪

sobereva 发表于 2023-9-30 14:50
建议发邮件联系脚本的作者

好的，谢谢sob老师，节日快乐

sobereva

林小浪 发表于 2023-9-30 14:48
sob老师您好，我想请教您一个问题。我最近在用G4MP2-XK方法计算CH4分子的H的时候，计算出的H数值总是不正确 ...

建议发邮件联系脚本的作者

林小浪

sob老师您好，我想请教您一个问题。我最近在用G4MP2-XK方法计算CH4分子的H的时候，计算出的H数值总是不正确。
下图是我在G4MP2-XK方法原文J. Chem. Theory Comput. 2019, 15, 8, 4478–4484中下载的计算输入文件，根据自己的计算情况进行了修改，将原文自带的基组传到g09/basis目录下，计算了一个CH4分子。

使用将该方法自带的perl文件，对计算生成的log文件进行计算，得到的H（298k）如下。得到H（298K）为0.04730458，这个数值显然是有问题的。

之前使用G4MP2-6X计算的甲烷分子的H（298K）为 -40.42744909，这个数值是比较合理的。由于我使用的g09.d01版本在处理大一点的体系（比如TNT）时，会有l906报错，看了您的帖子，只有更换g09.e01以上版本能解决这个问题，所以想用G4MP2-XK代替G4MP2-6X。现在遇到这个问题，还希望sob老师能指点一二。

sobereva

Melvin 发表于 2022-5-25 11:47
sobereva老师请问这个“可以修改脚本，把优化的步骤去掉”这个怎么实现呢（比如用的CBS-QB3），是在gjf文 ...

先把方法原文看一遍，搞清楚原理，再把这perl脚本从头到尾读一遍，不懂perl语法就随手google查一下，撑死了2个小时也能搞明白脚本是怎么运作的了，自然也就知道怎么改。

sobereva

黑色桃花 发表于 2023-9-29 16:31
好的老师，我就是看了G4MP2-6X热力学组合方法输入文件中含有很多的方法基组，那么这些基组对于需要考虑弥 ...

电荷为0明明不是离子体系

涉及到什么基组自行看方法原文便知

黑色桃花

sobereva 发表于 2023-9-28 16:55
说清楚什么叫上述

好的老师，我就是看了G4MP2-6X热力学组合方法输入文件中含有很多的方法基组，那么这些基组对于需要考虑弥散函数的离子体系（电荷0，自旋多重度1），还适用嘛，换句话说就是输入文件的那些基组考虑弥散函数了嘛，谢谢老师的回复

sobereva

黑色桃花 发表于 2023-9-28 13:07
老师，如果算的这个体系是离子体系（0，1），上述的基组都包含弥散函数吗，可以用吗

说清楚什么叫上述

黑色桃花

老师，如果算的这个体系是离子体系（0，1），上述的基组都包含弥散函数吗，可以用吗

黑色桃花

sobereva 发表于 2023-9-25 01:56
读懂了脚本自然清楚哪些变量是干什么的，输出出来就完了

哈哈，好的，谢谢卢老师

sobereva

黑色桃花 发表于 2023-9-24 15:37
老师，我想请问一下，采用G4MP2-6X该怎么像shermo一样读取它的热校正值呢，有办法吗

读懂了脚本自然清楚哪些变量是干什么的，输出出来就完了

黑色桃花

老师，我想请问一下，采用G4MP2-6X该怎么像shermo一样读取它的热校正值呢，有办法吗

sobereva

黑色桃花 发表于 2023-9-18 21:19
卢老师，学生再问一个“不恰当”的问题，这个方法在2023年算高级吗，或许说这个方法会不会被审稿人质疑方 ...

不落后。除非将来理论方法有什么显著突破，否则在未来10年内都妥妥属于高精度范畴。