高性价比热力学组合方法G4(MP2)-6X的计算方法

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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。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。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。

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