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[综合交流] Shermo:计算气相分子配分函数和热力学数据的简单程序

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发表于 2015-12-26 08:09:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
Shermo:计算气相分子配分函数和热力学数据的简单程序

文/Sobereva @北京科音  2015-Dec-26


用过Gaussian的人都知道Freq任务会输出一堆热力学数据,但真正搞懂这些量到底怎么算出来的人不多。于是笔者开发了一个既有实用意义也有教学意义的Shermo程序(名字由来是Sob+Thermo)。

基于给定的谐振频率、惯性矩、温度、压力、原子质量、转动对称数等信息,Shermo程序可以输出分子配分函数和理想气体近似下的每mol的内能、焓、熵、自由能、热容,并且平动、转动、振动和电子贡献会独立输出,每种振动模式的贡献也能独立输出(这一点很有意义,能很方便直观地考察各个振动模式对热力学数据的影响)。

Shermo由Fortran编写,代码简洁易懂,也很适合学习热力学计算之用,以加深对概念的理解。程序附带了写得极为清楚的文档,里面有所有数据的计算公式,和源代码一对照就能透彻搞懂这些量是怎么算的了。


下载链接: Shermo.rar (325.51 KB, 下载次数: 60)

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发表于 2015-12-26 09:51:56 | 显示全部楼层
源代码可在linux编译运行么?

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发表于 2015-12-26 11:10:05 | 显示全部楼层
sobereva对“Science requires sacrifice”做了很好的诠释!

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发表于 2015-12-26 12:19:31 | 显示全部楼层
Hi sobereva
tanks for you
please intro English ver.

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发表于 2015-12-26 13:15:05 | 显示全部楼层
Gaussian拼错了
为雪国耻身先去,重整河山待后生。

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 楼主| 发表于 2015-12-26 13:29:46 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2015-12-26 13:30:04 | 显示全部楼层
psfan 发表于 2015-12-26 09:51
源代码可在linux编译运行么?

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给dalao们倒茶

发表于 2015-12-26 16:54:16 | 显示全部楼层
我测试了一下CO运行和得出的结果是没问题的。
只是对sob老师intro.pdf中的“(5)原子质量”中的“比如 2、6 号原子是氘,那么紧跟着
在后面写上它们的质量”这句话没弄明白,它是如何填写在*.ini中的,我自己按照sob老师所说的,自己理解着填写的(已经贴出图了),哪一种是对的或者两种不对用什么形式是对的?(PS:不是我懒,我是不知道如何将氢改为氘………………顺便在这里请教老师如果真想将乙烷中的氢改为氘,如何书写输入文件?)

第一种填法

第一种填法

第二种填法

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 楼主| 发表于 2015-12-26 18:50:16 | 显示全部楼层
978142355 发表于 2015-12-26 16:54
我测试了一下CO运行和得出的结果是没问题的。
只是对sob老师intro.pdf中的“(5)原子质量”中的“比如 2 ...


先设定所有元素的默认值,然后再对单独的原子设定来覆盖前面元素的默认设定。
你写的两个都不对。
应该把第一个当中后两个H都去掉,只写原子序号就行了。
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发表于 2015-12-26 18:55:33 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2015-12-26 18:50
先设定所有元素的默认值,然后再对单独的原子设定来覆盖前面元素的默认设定。
你写的两个都不对。
应 ...

*.ini文件中原子序号和C与H对齐对吧?
氘的高斯输入文件当中是将原子坐标那一栏H改成H(2)是这个意思吗?
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 楼主| 发表于 2015-12-26 19:02:36 | 显示全部楼层
978142355 发表于 2015-12-26 18:55
*.ini文件中原子序号和C与H对齐对吧?
氘的高斯输入文件当中是将原子坐标那一栏H改成H(2)是这个意思吗 ...

C 12.0        //默认对所有C使用12.0
H 1.00783     //默认对所有H使用1.00783
2 2.01410     //把H2原子改成2.01410
6 2.01410     //把H6原子改成2.01410

从输出信息中你可以直接看到各个原子都被指认成了什么质量,弄没弄错立马知道。
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发表于 2015-12-26 19:12:12 | 显示全部楼层
sobereva 发表于 2015-12-26 19:02
C 12.0        //默认对所有C使用12.0
H 1.00783     //默认对所有H使用1.00783
2 2.01410     //把H2 ...

roger sob,我马上再做一个相关测试,谢谢sob老师
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发表于 2015-12-26 20:28:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 978142355 于 2015-12-27 12:27 编辑

首先在这里感谢sob老师编写的程序以及在遇到问题时给予的热心解惑,我将使用sob老师程序的心得(我个人出错和不解的地方)写出来:(1)CO分子Shermo.ini输入部分(图1),对于一个线性分子,主要强调的东西都在下图中显示,其中rotational symmetry number给出的是高斯输出文件中对应数值的相反数(在高斯的输出文件中查询是1,则此处输入为-1)。
(2)CH2DT分子Shermo.ini输入部分(图2,其中2号原子为D,5号原子为T),即甲烷中两个H分别被氘和氚取代。强调的是后面填写原子的相对原子质量的格式,先写出相关原子对应的相对原子质量,再对特殊的如氘、氚等进行填写。
另外:
a.CH2DT输入文件也给出了(图3),对于大神们来说,这很简单了,但是我是今天刚刚知道,所以为了后面的人学习也一并给出。
b.对于初学者,尤其是未接触fortran或刚刚接触fortran的同学来说,可能不太清楚这些文件放在哪里,图4给出了它们应该放置的地方(VS+IVF编译器),此处大神们可忽略。
最后再次感谢在其中遇到困难的时候,sob给予的耐心解答。本人还是感觉能将东西整理出来才算是真正学会了。sob老师的pdf介绍的已经很好了,建议大家仔细阅读,自己动手操作一遍。在下只不过是将自己不太清楚的地方整理出来,还望sob大神别心生误会。

CO分子的Shermo.ini输入文件及注意事项

CO分子的Shermo.ini输入文件及注意事项

CH2DT分子的Shermo.ini

CH2DT分子的Shermo.ini

CH2DT输入文件

CH2DT输入文件

文件放置区域

文件放置区域

CO.out

48.96 KB, 下载次数: 1

CO输出文件

Shermo.ini

586 Bytes, 下载次数: 1

CO的Shermo.ini

ch2dt.out

66.37 KB, 下载次数: 0

CH2DT输出文件

Shermo.ini

873 Bytes, 下载次数: 0

CH2DT的Shermo.ini

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发表于 2015-12-27 01:14:45 | 显示全部楼层
学习了!谢谢sob!
高斯官网这个地方是shermo的理论背景
Thermochemistry in Gaussian
http://www.gaussian.com/g_whitepap/thermo.htm
要获得高斯freq输出的这些热力学信息,实际上需要以下的这些信息:
1. 笛卡尔坐标
2. 能量的二阶导矩阵Hessian(这也是为什么只有在freq计算中我们才能得到热力学数据)
3. 原子质量
4. 温度
5. 压强
有了这5个输入,其余的结果按照公式计算就可以得到

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发表于 2015-12-27 02:34:23 | 显示全部楼层
附上2015年初做的一个ppt
内容就是热化学信息在量化中是如何被计算的

thermochemistry.pdf

298.32 KB, 下载次数: 161

热化学理论PPT

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