水分子¶

本示例将对一个水分子（H₂O）应用高斯软件和密度泛函 B3lyp/6-31G* 方法进行量子化学优化。本计算使用 Prothod 的 qm 量化计算模块。

使用 Prothod 进行计算的操作过程如下：

操作步骤¶

初始化输入文件¶

在一个新建的文件夹内，首先运行命令初始化 qm 模块的输入文件

prothod init qm

此时目录结构如下

.                                                                               
├── option.txt  
└── start

在 start 文件夹内提供初始构型¶

cp ~/h2o.xyz start/ # 拷贝一个水分子初始构型文件

此时目录结构为

.                                                                                                         
├── option.txt                                                                                            
└── start                                                                                                 
    └── h2o.xyz

start/h2o.xyz 文件内容为：

     3                                                                                                    
 Generated by Multiwfn                                                                                    
O      -0.00000000     -0.10000000      0.11930801                                                        
H       0.00000000      0.75895306     -0.47723204                                                        
H      -0.00000000     -0.75895306     -0.47723204

编辑 option.txt 文件修改参数¶

编辑 option.txt 文件内的参数，使用 Gaussian 软件和 B3lyp/6-31G* 方法

[compute]
[[compute.step]]
# 选择软件: ( Gaussian / ORCA / DFTB )
soft = 'Gaussian'
# 计算用的方法基组等参数 
keyword_line = "# B3lyp/6-31G*"

提交计算¶

运行命令提交计算

prothod sub test 1 20  # 提交队列名，使用节点个数，每个节点使用核数

计算过程中会生成中间过程文件，计算完成后默认会自动删除中间过程。计算结果在 result 文件夹内。

.
├── option.txt
├── result
│   ├── h2o.out
│   └── h2o.xyz
└── start
    └── h2o.xyz

本例中 result 文件夹内的 h2o.out 是优化后的输出文件，而 h2o.xyz 是优化后的结构文件

result/h2o.xyz 文件内容为：

3                                                                                                         
Generate by mout-xyz                                                                                      
O       0.000000  0.120973  0.000000                                                                      
H       0.748509  -0.609366  0.000000                                                                     
H       -0.748509  -0.358416  0.000000

result/h2o.out 文件内容结尾为：

 N-N= 9.159438874216D+00 E-N=-1.989033091506D+02  KE= 7.586600121969D+01                                  
 Symmetry A'   KE= 7.126112183254D+01                                                                     
 Symmetry A"   KE= 4.604879387146D+00                                                                     
 1\1\GINC-K804\SP\RB3LYP\6-31G(d)\H2O1\ZJLIN1\18-Aug-2021\0\\# B3lyp/6-                                   
 31G*\\c\\0,1\O,0,0.,-0.1,0.11930801\H,0,0.,0.75895306,-0.47723204\H,0,                                   
 0.,-0.75895306,-0.47723204\\Version=EM64L-G09RevD.01\State=1-A'\HF=-76                                   
 .397036\RMSD=8.492e-10\Dipole=0.,0.077724,-0.8234837\Quadrupole=-1.022                                   
 1302,1.1414108,-0.1192806,0.,0.,-0.058836\PG=CS [SG(H2O1)]\\@                                            


 TWO ROADS DIVERGED IN A WOOD, AND I--                                                                    
 I TOOK THE ONE LESS TRAVELED BY,                                                                         
 AND THAT HAS MADE ALL THE DIFFERENCE.                                                                    

                       -- ROBERT FROST                                                                    
 Job cpu time:       0 days  0 hours  0 minutes  0.8 seconds.                                             
 File lengths (MBytes):  RWF=      5 Int=      0 D2E=      0 Chk=      1 Scr=      1                      
 Normal termination of Gaussian 09 at Wed Aug 18 00:44:39 2021.

结构¶

在本例中，优化前 的结构如下，我们提供了一个键长不对称的水分子初始构型，测量键角为 103.0661 度。左边键长为 0.88886 Å，右边 1.04578 Å

优化前的结构

优化后 的结构如下，水分子变得对称，测量键角为 103.7225 度。左边键长为 0.96855 Å，右边键长为 0.96869 Å。

优化后的结果