使用Gaussian进行结构优化时，如何固定分子的几何中心位置（分子几何中心无原子的...

Fluidized_Joker

我希望获知气体分子（如甲烷、乙烷等）在分子筛中一系列指定位置处的能量。

对于甲烷等几何中心含有原子的分子，可以使用《在Gaussian中做限制性优化的方法》（http://bbs.keinsci.com/thread-9022-1-1.html）中介绍的几种方法冻结某些原子坐标。
例如：
# B3LYP/6-31G** opt=cartesian

Title Card Required

0 1
C               -1    0.00000000    0.00000000    0.00000000
H                0    0.00000000    0.00000000    1.07000000
H                0    1.00880579    0.00000000   -0.35666635
H                0   -0.50440311   -0.87365131   -0.35666635
H                0   -0.50440269    0.87365135   -0.35666686

此时，只有碳原子固定，C-H键长并未固定，可以认为该分子在固定的位置执行了结构优化。对于丙烷、正戊烷等中心位置有碳原子的分子，可以类似的操作。

而对于乙烷、丁烷这类分子。我找不到好的方法来实现固定几何中心的同时，C-C键等可以进行优化。

最开始考虑直接在中间位置设置X原子并固定，但这种方法是无效的，虚原子不参与计算。

也尝试过在几何中心设置X原子，并使用分子内坐标，使中间两个C到X原子的键长相等（但不固定）的方法，同样的，虚原子不参与计算，无法固定分子。

# b3lyp/6-31g(d,p) popt

C2H6-C2H6

0 1
C              
H                  1    1.07000000
H                  1    1.07000000    2  109.47120247
H                  1    1.07000000    3  109.47121844    2 -120.00000074    0
C                  1    1.54000000    3  109.47125078    2  119.99998482    0
H                  5    1.07000000    1  109.47120255    3   59.88891444    0
H                  5    1.07000000    1  109.47120275    3  179.88892944    0
H                  5    1.07000000    1  109.47123181    3  -60.11107760    0
X                  1    7.74883708    5  104.09584694    6  -60.11174833    0
C                  9            B1    1            A1    2            D1    0
H                 10            B2    9            A2    2            D2    0
H                 10            B3    9            A3   11            D3    0
H                 10            B4    9            A4   11            D4    0
C                  9            B1    1   20.00000000    5   61.78378396    0
H                 14            B6    9            A5   11            D5    0
H                 14            B7    9            A6   15            D6    0
H                 14            B8    9            A7   15            D7    0

   B1             0.70000000
   B2             1.10000000
   B3             1.10000000
   B4             1.10000000
   B6             1.10000000
   B7             1.10000000
   B8             1.10000000
   A1           160.00000000
   A2           120.00000000
   A3           120.00000000
   A4           120.00000000
   A5           120.00000000
   A6           120.00000000
   A7           120.00000000
   D1            -0.00000000
   D2             0.00000000
   D3           120.00000000
   D4          -120.00000000
   D5            60.00000000
   D6           120.00000000
   D7          -120.00000000

1 F
2 F
3 F
4 F
5 F
6 F
7 F
8 F
9 F

因此想请教一下各位老师，我应该如何进行合理的设置？

zjxitcc

使用Gaussian16的GIC功能，见https://gaussian.com/gic，看XCntr, YCntr, ZCntr及页面上的例子。

Fluidized_Joker

zjxitcc 发表于 2024-12-11 10:13
使用Gaussian16的GIC功能，见https://gaussian.com/gic，看XCntr, YCntr, ZCntr及页面上的例子。

好的！我试试，非常感谢！

Fluidized_Joker

zjxitcc 发表于 2024-12-11 10:13
使用Gaussian16的GIC功能，见https://gaussian.com/gic，看XCntr, YCntr, ZCntr及页面上的例子。

我尝试通过gic方法，使一个乙烷分子在中心位置相对另一乙烷分子位置（位置固定）确定的情况下，进行优化。

# opt b3lyp/6-31g(d,p) geom=gic

Title Card Required

0 1
C                0   -3.11616551   -0.10136404   -0.07747210
H                0   -3.52940963    0.35783346    0.79617940
H                0   -3.52940963    0.35783346   -0.95112360
H                0   -3.35232462   -1.14497742   -0.07747210
C                0   -1.58674718    0.07885679   -0.07747210
H                0   -1.17350277   -0.38034307   -0.95112223
H                0   -1.35058858    1.12247028   -0.07747446
H                0   -1.17350280   -0.38033854    0.79618043
C               -1    1.08660750    1.69629127    0.10644723
H               -1    1.44328034    2.20068946    0.98009873
H               -1    1.44328034    2.20068946   -0.76720427
H               -1    0.01660750    1.69630446    0.10644723
C               -1    1.59992321    0.24435912    0.10644723
H               -1    1.24325240   -0.26003835    0.98009998
H               -1    1.24324834   -0.26003979   -0.76720303
H               -1    2.66992321    0.24434593    0.10644474

XC1(freeze)=XCntr(9,13)
YC1(freeze)=YCntr(9,13)
ZC1(freeze)=ZCntr(9,13)

但是计算结束后，两分子之间的距离还是变大了。
（下面是计算结束后的坐标）
# opt b3lyp/6-31g(d,p) geom=gic

Title Card Required

0 1
C                0    3.44379500   -0.17922100    0.39803600
H                0    3.54284800    0.57223400    1.18837100
H                0    3.32958800   -1.15430000    0.88313700
H                0    4.38625300   -0.19711700   -0.15930000
C                0    2.25936900    0.12942600   -0.51995000
H                0    2.15988700   -0.62207100   -1.31017300
H                0    1.31691400    0.14738600    0.03793300
H                0    2.37328300    1.10452900   -1.00497000
C               -1   -2.52503600    0.71456400    0.16411700
H               -1   -2.89407700    1.39766100   -0.57214900
H               -1   -2.76404800    1.07974000    1.14106100
H               -1   -1.46326500    0.62466100    0.06684700
C               -1   -3.17804900   -0.66477400   -0.04228500
H               -1   -2.93903900   -1.02994900   -1.01923000
H               -1   -2.80900500   -1.34787100    0.69397900
H               -1   -4.23981900   -0.57487100    0.05498700

zjxitcc

Fluidized_Joker 发表于 2024-12-27 10:15
我尝试通过gic方法，使一个乙烷分子在中心位置相对另一乙烷分子位置（位置固定）确定的情况下，进行优化 ...

建议全部使用同一种坐标限制方法，例如都用GIC施加限制。