GaussView 5

GaussView 5是专为Gaussian 09而设计的作业建立、提交与结果分析的工具。

量化计算视图软件GaussView

 

分子与反应的可视化处理

C_1
这是在U(II)2(COT)2 的一个Gaussian计算结果中选择的α分子轨道。每一个U(II)COT单体有4U个价电子可用于金属-金属键合:fσ类型分子轨道中2个电子和fδ类型分子轨道中2个非成对电子。从左上角开始按顺时针方向,GaussView 5显示的分子轨道依次为LUMO、HOMO、HOMO之下倒数第二低和次低能量分子轨道;所有分子轨道都具有D8h对称性。【参考文献】. Zhou, J. Sonnenberg and H. B. Schlegel, in preparation

强化视图、延伸化学

GaussView是Gaussian最先进而强大的图形接口。使用GaussView,你可以导入或构建你感兴趣的分子结构、设置、启动、检测和控制Gaussian的计算、检索并查看结果,所有这些都离不开它的使用。GaussView 5包括许多为使处理化学方面的大体系变得方便直观而设计的新特性。它还提供Gaussian 09中所有新的建模方法和特性的全面支持。这份简单的介绍为你带来使用GaussView 5研究Gaussian 09计算的分子和反应的快速入门。我们邀请您尝试使用这些技术来研究您的分子。

wheel.jpg

大分子的操作与建模

hvr.tif GaussView 5提供了研究大分子体系的每一个阶段的特性,从自PDB文件中导入分子,修改结构特征和设置Gaussian 09的ONIOM计算,到对最终结果进行观察和作图。GaussView还能够导入许多其他流行的结构交换格式。

GaussView 5可以直接导入PDB文件,并进行处理

  • 从多结构文件中选择所需要的结构;
  • 根据客户需求自动或手动对所有原子添加氢原子;
  • 对单个或多个残基、肽链、螺旋或其他定义号的结构实体有选择地添加氢原子;
  • 高亮显示/选择个别残基或二级结构中的原子;
  • 对鼠标选择的任何一个原子快速确定残基归属;
  • 根据许多可变条件轻易地指定ONIOM各层原子;
  • 在Gaussian 09计算中获取残基信息和检索Gaussian 09的结果。

GaussView 5让您轻而易举地搭建ONIOM作业,并对Gaussian 09研究的体系显示平面图和动画

下面的5帧画面描述了非亚铁血红素铁酶异青霉素N合成酶(nonheme iron enzyme isopenicillin N synthaseIPNS)中质子转移反应路径上的结构。我们找到了过渡态结构,然后运行了IRC计算。能量图上的对应点已经用星号标记。为清晰起见,使用GaussView的Atom List Editor隐藏了高亮区域的低层原子。

irc.jpg

*为清晰起见,添加了聚光灯效果

rx_profile.jpg

构建分子:比以往更容易

bld.jpg GaussView早已提供了强大的分子构建特性,而GaussView 5则大大地扩充了这一技能。我们将示范性地介绍其中的一些特性,我们在这个小册子的封面左下方构建了一个双铀茂络化合物(diuranium metallocene)体系:U(II)2(η8-COT)2 [bis(η8-cyclooctatetraene) diuranium]。这个分子具有D8h对称性。Gaussian计算预测的分子轨道也展示在封面插图上。

我们刚好准备了一个这样教程,《双铀茂络合物的搭建》GaussView教程,请从这里下载:http://www.molcalx.com.cn/wp-content/uploads/2014/10/GaussView_Molcalx_Tut_01.pdf

如果您没有GaussView,那还可以向我们申请一个月的试用!

GaussView 5搭建分子的其它特性

  • 实行点组对称性连续跟踪,自动添加基团,搭建结构很省力
  • 支持生成镜像分子
  • 单原子手性翻转

mirror.tif

考察分子轨道和其他表面

我们使用GaussView 5的MOs对话框的功能来考察多重分子轨道:LUMO(16)、HOMO(15)和附近的轨道。

cas_mos.tif

下面展示最后一组选为活性空间的轨道:

cas_all.tif

展示了通过spiroselenurane的一个分子轨道的等高线平面
contour.tif

下面是固态模式的表面图。这是对-硝基苯胺的激发态和基态总原子密度的差密度,由GaussView 5使用它内置的立方操作工具计算得来(见对话框)。

生成的表面图显示激发态中的电荷转移,电子移向NO2基团(分子左侧)。

cubes_surf.tif

最后,下面的插图使用了映射表面特征,在这里,21-噻卟啉的电子密度表面与电子势能一起显示。

21-噻卟啉的电子密度表面与电子势能

Reference:E. P. Zovinka and D. R. Sunseri,J. Chem. Ed.79 (2002) 1331.

为Gaussian 09计算做准备

GaussView 5通过大量针对特定计算类型进行图形化设置的设备,为所有Gaussian 09特性提供了综合支持。它能让您:

  • 采用多种方式(就我们所知)为ONIOM层指定原子。GaussView 5使指定分子力学原子类型和电荷也变得容易。
  • 为CASSCF和其他任务重排和重现分子轨道。
  • 添加和重定义冗余内坐标(redundant internal coordinates)。
  • 在优化过程中指定冻结原子/坐标。
  • 为STQN过渡态优化设置原子等价性( Set atom equivalence for STQN transition optimizations.)(见下面)。
  • 为片断猜测/平衡计算定义片断,包括指定特定与片断的电荷和自旋多重度(见第9页)。
  • 为简正分析选择原子(频率计算)。
  • 为NMR自旋-自旋耦合指定原子。
  • 为聚合物、2D表面和晶体结构构建单元格,用于周期边界条件(periodic boundary conditions, PBC)计算(见第13页)。

 

绘图和光谱处理

除了我们已经看到过的各种表面图,GaussView 5还提供预测光谱和其他用于图表的数值结果。线图与视图/动画关联,从而在线图或谱图上点击一个点或峰,将显示动画中对应的帧或改变该分子的当前视图。

3dscan.tif

下面的图描述了由GaussView 5产生的光谱,包括Gaussian 09预测的所有类型。这里,我们看看一个手性spiropentane衍生物(R)-螺环戊烷醋酸((R)-spiropentyl acetate)的两个消旋体的VCD光谱。

【参考文献】F. J. Devlin, P. J. Stephens, C. Österle, K. B. Wiberg, J. R. Cheeseman and M. J. Frisch, J. Org. Chem. 67 (2002) 8090.

vcd.tif

GaussView 5还允许修改许多图表性质(通过右键情景菜单):倒置坐标轴、标准化数据;等等。您还可以放大线图或谱图的局部。在下面的例子中,我们放大光谱上绿色标示的部分。左边的插图还显示了情景菜单。
speczoom.tif

研究周期体系

Gaussian 09能执行周期边界条件(Periodic Boundary Conditions,PBC)计算来模拟凝缩相周期体系:如聚合物、表面和晶体结构。GaussView 5提供了一个强大的设备用于构建这样的体系和产生他们的原子坐标(molecule specification)。下面的对话框解释了空间群对称性能;金刚石的空间群则用于这个3D周期结构。

gv_pbc_dialog.tif

下面展示了基于碳原子的1D、2D和3D周期结构的单元格,以及他们模拟的反式聚醋酸乙烯酯聚合物、石墨片和金刚石晶体的多个单元。GaussView 5 会创建PBC计算,自动包括原子坐标(molecule specification)中的平移矢量。

3d.tif


互补软件

Gaussian 09:Gaussian 09
并行化环境:TCP Linda
构象分析软件:CONFLEX


相关资源