Gaussian 16计算化学反应的过渡态原创

大家好，欢迎来到7夜听雪艺的频道，我是赵云飞，在计算化学中。寻找过渡态是最重要的任务之一。在今天的教程中，我们将学习。如何使用高信软件？优化和分析过渡态。为此。我找到了一篇文章。文章的标题是。异构化过度态的光谱表征。这里我找到了。他们研究了HCN的结构。他们还研究了HC的异构体。HC是如何。通过这个过渡态。从HCN转变到HNC的。在今天的教程中，我们将尝试优化反应物和产物的结构。并尝试找出。这个过渡态。为此。

我这里有。我们需要首先创建HCN和HNC。的输入文件，这里我有。输入文件。我直接打开这个文件。如你所见。这是检查点文件。这是处理器数量。这是内存位置。以及我们提供的内存值。这是我们要进行的计算类型。这里我们简单的。采用基态计算。我们没有指定电荷。多重度为1。即单仲泰这里。因为我们。只有这个HCN结构。所以我们提供了这3个原子的。坐标一个是氢、碳、氮。我们简单写了这3个原子的。

坐标。氢原子位于原点。所以它的坐标是。000。碳原子的坐标是。001.06。为什么碳原子的Z坐标是这个值？主要是。因为这是HC建的。距离我们。知道通常约为1.06。哎。接下来是氮原子的坐标。这里我们提供的。执事。002.20。为什么是这个值？因为我们知道。CN3舰的舰长通常。1:14I左右。由于我们这类碳的坐标。在1.06处。基于此。

我们得到的这个值是2.20。我也可以展示同样的计算。比如，假设我们取。100安建纪委。1.14。然后我们将这个值加到。碳的坐标上我加了一下。就得到了这个值，所以我们就是这样给出蛋的坐标为0 02.20的。是的，现在是时候用GS view.打开这个文件了，我们可以。提交这个计算。你看，这是我们写的文件。这是我们的输入文件。你也可以从智力检查。我们并没有。好的。好的，没问题，这里我可以在计算设置中向你展示。我们没有提供。

连接性，这里是输入文件的。玉兰，你可以。检查我们没有提供任何连接性。但高s view仍然。显示了一些键，为什么它会显示？因为我们考虑了。准确的H100舰长和。准确的C安见长。这就是为什么这是软件参数。建议的。可能会形成的。这类碱。好的，没问题，如你所见。我们也设置了。计算和任务类型。这里是optfr EQ, 所以我们将同时优化并计算。频率方法。就是DFTT使用B3LYP。范函机组。我们设置委。6~31之DP。电荷为0。自旋为单重肽。这是计算的标题。

这里我们设置了处理器数量和内存限制。这就是我们。将要进行的计算，让我们提交它。计算现在正在运行。我们需要等待一段时间才能得到。这次优化的输出结果。好的。计算完成了，我。直接打开日志文件。然后。我们可以去results在。Summary部分可以看到。计算已经收敛。在the dynamics中可以看到我们的计算优化到了合适的极小值，显示零频率，在overview中，我们可以查看能量是多少，所以。优化得到的总能量为。-93.43。Hearttre本次优化。就到这里。现在是时候写。

HNC的坐标文件了。我们。已经有了HCN。所以我要做的。就是直接复制。这个。HCNGJF文件。到HNC。Abreak.GIF.是的，我要打开这个HNC。文件，这里我们需要做一些。修改，首先让我把这个HNC。文件名改一下。这里我们也改成。HNC.接下来我们。也要修改坐标。这个姜是这个。江氏C。现在我们也考虑。

类似的情况。一个是。HN间距。另一个是。C间距我们知道。典型的HD间距大约在。EI左右左右我直接。放这个值。比如H的。坐标是0 0 0 N的坐标是。001。然后碳的坐标这6门。需要稍微改一下。这里我们可以写。这个职为。假设我们。知道HN间距。大约在1月13日到1.16之间。所以。假设我取1.14或1.15。那应该写多少？我直接把这个值写成2.15。意思是。1.15+1，因为这个坐标我们。

要加上，因为这是碳到氮的坐标，现在这就是典型的HG。抱歉，典型的N100间距，这就是我为氮核碳添加的坐标。现在保存文件。让我们打开这个HNC。输入文件。是的，你看。这是HNC的最终结构。这里是碳。这是。这是氢。现在我们去计算设置。和之前完全相同的计算设置。只是我们改变了。这三个原子的位置。现在提交吧。

我的计算在后台运行着。所以我们。看不到他。好的，优化完成了，我直接打开HNC的输出。文件。你在这里可以检查。这是我们最终优化的结构。在results部分，我们可以。去OPT，你看都收敛了。在the dynamics中也没有频率。这里的。能量值，我们得到的是。-93.40，我想在那个情况下，我们得到了-93.43左右。我们。会检查的，所以现在优化。完成了。为了检查这个能量，我。想我直接执行这个。命令。他会向我们显示。能量值。另外我们也要。

HNC.做同样的操作。现在你看HCN和HNC的能量差，HCN的能量，我们得到的是-93.4306。HNC的能量是。93.4092。所以有这么大的差异。现在我们要做的是。尝试猜测一个过渡态。如你所见，这里也显示了一个过渡态。为此。我们可以再写一个这样的文件。来猜测过渡态。所以我要做同样的。是我要复制这个。HCN.JJF文件，然后保存为。TGJF.

让我们打开t guess.这里我们需要把这些内容。改成diss。Guess.这里我们也可以直接修改。标题。好的，现在我们要做什么，这里。我们需要对。之前原子的坐标做一些修改。怎么做呢？首先我们想要。移动氢原子。因为。你可以看到，在大多数情况下。碳和氮都没问题。只有。如果我们改变氢原子的。坐标，它就会显示出不同的结构。所以主要是我们希望氢原子。位于碳和氮之间。

大概在某个位置。不破坏。CN键指移动。氢原子。为此，我直接。把它写成这样。这里我们将。碳放在原点。这个值我们也可以稍微改一下。这只是根据这个结构。做的随机猜测。我据此简单的排列一下，这不是什么繁琐的任务。现在我们需要修改。这个因为这里我们不是。做优化。而是要寻找。过渡态。所以这里我们。要写成这样。OPT. 我们的。计算式TS寻找，所以写TS。然后我们要计算力常数。

KKFC代表计算。立常数。这里我们可以。加上no agentist.是的，其他参数。几乎一样。现在我认为。这个过渡态计算的。输入文件就完成了。现在保存它。如果我们都做对了，那么。我们就尝试提交。过渡态计算。是的，你看，这就是我们。为过度态的初始猜测。安排输入文件的方式。在计算设置中。

我们简单的选择了ts Bernie.这里KKFC表示。在第一个点计算力常数。方法当然。是一样的，标题是ts guess, 同样设置了处理器和内存。限制现在提交。保存。提交这个计算。过渡态可能需要一些时间，因为它是过渡态。与优化的情况不同。可能需要稍长一点的时间，但也不会太久。好的，我们完成了。是的，现在你看，我们得到了。

优化的过渡态。这是。我们刚刚得到的过渡肽。让我们去results部分。检查summary。这里我们发现。过渡态的能量值为。93.355241。Hearttre. 在OPT中全部。收敛了，在粉末中你可以看到有一个虚屏。频率值为1。表明这里存在一个虚平。这意味着这不是真正的积碳，而是。过度肽。现在让我们去看。振动部分，这里你可以看到。这3个原子有3个振动模式，第一个模式对应于我们得到的。负频率。也就是那个虚平。

如果我去开始动画。现在看看发生了什么。好的，在开始动画之前。为了更好的。可视化。首先我们可以试着修改这个键。我在这里加一个键。这里也加一个。我加了一个键。现在我们去vibrations。点击这个频率开始。动画，现在你看震动是如何进行的？这个氢原子是土。在氮和碳之间。来回移动。这个主要在。这个模式下震动。在第二个模式中，你看。碳核弹的剑在震动。

看第三个模式是什么情况。这种震动。它靠近碳。然后又返回。所以这里。有3种不同的震动模式。我们从中看到。不同类型的震动。动画。好的，关掉它完成了。这里我也可以做类似的灰色SCF档。以及pes lock.来检查所有3个结构之间的能量差。第一种情况，我们得到-93.43这个值过渡态。的能量是-93.3552，最终结构是93.4092。所以你看最稳定的结构。

是HCN，这也从能量上得到了确认。这个。能量更富。所以。我们可以说这是反应物。在这个情况下，这是反应物，也是更稳定的。初始状态从。这个HCN出发，我们。向HNC移动。RHNC的。能量是-93.4092。通过这个过渡态。HCN转化。VHNC过度肽等。能量是这个值。我们需要。始终记住，过渡态的能量应该总是高于。初始和最终结构。这就是为什么体系必须越广。这个过渡态才能到达。

更远的极小值。这就是发生的过程。我们也可以。检查这里的。能量差。所以HCN和过渡态之间呢？能量差是这么多。到位是hattre。如果你想转换成EV或。千卡美摩尔。就需要乘以相应的。换算因子，如果你想转换成EV单位。只需乘以27.2114。你得到的EV单位的能量。就是克服这个能累。所需要的。能量这个知识。2.051V。

现在。一旦他到达过渡态。那么过度太道。最终状态的能量差是多少，我们也可以算出来。在EV单位下我们也可以。检查这个能量值是1.4692EV。这表明这个HNC处于稍高的极小值。这个HCN处于。稍低的极小值，但没关系，因为他们是彼此的异构体，它们必须越过这个过渡态。克服这个能累需要2.05。EV的能量。这样才能。越过能垒到达。这个结构。是的。这就是你可以。从优化初始和最终结构开始。

然后做一个过渡态猜测。还有其他一些方法。也可以找到过渡肽。我们会在后续视频中介绍。今天我只是想告诉你们。在计算任何化学反应时。如何优化你的初始和最终构性？无论是在化学还是。计算化学中。这就是。你可以做到的方法。今天就到这里，谢谢大家，再见。