计算材料学实验（燕友果）实验一利用gaussian建模进行单点能计算

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1、实验一利用Gaussian建模进行单点能计算一、实验目的：1、了解量子化学计算的基本知识，研究思路和计算方法；2、掌握利用Gaussview搭建分子模型，分析计算结果；3、熟悉Gaussian09计算程序，掌握相关输入方式；4、掌握单点能计算方法，计算分子的基本信息；5、掌握查看和分析不同分子量化计算属性的方法。二、实验原理及方法：Gaussian软件是由诺贝尔奖获得者JohnPople主持编写并发布的电子结构计算软件包。Gaussian软件以量子化学从头算和密度泛函理论计算为主，多种计算方法和计算方式兼备的通用软件，根据基本的物理化学理论以大量的数值运算方式来探讨化学系统的性

2、质。单点能计算是指対给定几何构性的分子的能量以及性质进行计算，由于分子的几何构型是固定不变的，只是“一个点”，所以叫单点能计算。通过计算单点能可以得到分子的基本信息，同时可以作为分子构型优化前对分子的检查。二、实验仪器：Gaussian09、GaussView软件，计算机等。四、结果分析：(1)选择两种有机物分子苯并三氮哇C6N3H5和乙酸CH3COOH,进行单点能的计算。首先画分子，然后分子进行结构优化，其屮苯并三氮卩坐的优化时间为8m55s,乙酸的优化时间为15s。优化结束后，利用Gaussian09,选择不同的计算方法和基组,对优化后的分子进行计算。所选择的两种分子结构如

3、下：图1选择的分子：苯并三氮呼C6N3H5、乙酸CH3C00H所建立的两种分子的结构参数如以下表1和表2所示：表1StandardorientationofC6N3H5CenternumberAtomicnumberAtomictypesCoordinates(Angstroms)ZXY1602.10385-0.694994E-62600.93744-1.417372.9E-5360-0.25853-0.703718E-6460-0.275420.68464-IE-55600.907221.42815-IE-56602.08280.71817-1.6E-57103.04919-

4、1.2008408100.93036-2.48873.1E-59100.900412.49986-6E-610103.015521.24859-2.7E-51170-1.598941.011793E-51270-2.36988-0.14732-9E-61370-1.57769-1.15644-3.5E-51410-2.054121.895526E-5表2StandardorientationofCH3C00HCenterAtomicAtomicCoordinates(Angstroms)ZnumbernumbertypesXY160-0.077450.13473IE-6280-

5、0.620951.21801-2.3E-5380-0.79981-1.02439-3.3E-5410-1.75869-0.8836-7.2E-55601.39176-0.137715.3E-56101.65207-0.72070.874737101.65213-0.72069-0.874628101.934720.793958E-5所建立的两种分子的Mulliken原子电荷分布如表3所示:表3MullikenatomicchargesofC6N3H5andCH3COOHC6N3H5CH3COOH1C-0.32542C0.662322C-1.015080-0.640643C0.8

6、81210-0.646844C0.53628H0.497155C-0.62627C-0.777736C-0.36352H0.304387H0.24656H0.304388H0.26192H0.296989H0.2423910H0.2468911N-0.1082212N-0.6685213N0.2328614H0.45889SumofMullikenatomiccharges=0.00000(1)从输出文件屮找到SCFDone^Dipolemoment(Debye)和CPUTime，记录所有六组计算所的数据记录如下：表4计算所得分子能量、偶极矩和CPU时间数据记录molecule

7、wayBasissetE/A.UDipolemoment(Debye)/TotalCPUTimeC6N3H5HF3-21G+g*-393.714.73801m20sDFT(B3LYP)-393.714.79599m36sDFT(LSPA)-391.554.860643sHFSTO-3G*-388.523.61242s6-31G+d-393.414.18342m26s3-21G+*-393.714.73801m20sCH3COOHHF3-21G+g*-226.582.05092sDFT(B3L