Gaussian量子化学计算技术与应用

课程

内容

理论计算化学理论及程序入门操作

1、理论计算化学简介

1.1 理论计算化学概述

1.2 HF理论及后HF方法(高精度量化方法)

1.3 密度泛函理论和方法

1.4 多种理论计算方法的优缺点及初步选择

1.5 基组及基组的选择

2、Gaussian及GaussView操作基础及应用

2.1 Gaussian及GV安装及设置（Win和Linux）

2.2 Gaussian基础知识及入门操作

2.3 GaussView使用及结构构建

2.4 Linux基本命令及Vi编辑器

2.5 构建Gaussian输入文件并提交任务

2.6 详细认识输入文件和输出文件（Win和Linux）

Gaussian基础操作及实际计算过程

3、Gaussian基础操作Ⅰ：

3.1 几何优化及稳定性初判

3.2 单点能的计算及取值

3.3 频率计算及分析

3.4 溶剂模型

4、Gaussian基础操作Ⅱ：

4.1 分子轨道、轨道能级

4.2 HOMO-LUMO 图输出

4.3 布居数分析、偶极矩等

4.4 电子密度

4.5 静电势计算及绘制（ESP）

Gaussian进阶操作及实际计算过程

5、Gaussian进阶操作I：——势能面相关

5.1 势能面扫描

5.2 过渡态搜索（TS和QTS）

5.3 反应路径IRC等

5.4 反应能垒

5.5 反应热力学数据获得：熵，焓，内能，零点能，吉布斯自由能的计算

6、Gaussian进阶操作II：——各类光谱计算及绘制

6.1 紫外光谱（吸收和荧光发射） 

6.2 红外光谱  

6.3 拉曼光谱  

6.4 NMR计算

6.5 垂直电离能及垂直电子亲和能

7、Gaussian进阶操作III：——激发态专题

7.1 垂直激发能与绝热激发能

7.2 振子强度、

7.3 激发态势能面

7.4 激发态计算方法讨论

8、Gaussian进阶操作IV：——高精度和多尺度计算方法

8.1 CASSCF方法及使用

8.2 ONIOM方法及使用

8.3 溶剂模型、背景电荷与ONIOM方法的比较

Gaussian计算专题与实践应用（模拟文献）

9、Gaussian计算专题I——Gaussian常见报错及处理方法

9.1 如何查看报错及常见报错

9.2 SCF不收敛 

9.3 几何优化不收敛（势能面扫描不收敛） 

9.4 消除虚频等

10、Gaussian计算专题II——流行密度泛函特点及选择

10.1 B3LYP的优缺点10.2 PBE，CAM-B3LYP、wB97XD、M06-2X等特点及选择

11、Gaussian计算专题III——聚集诱导荧光（AIE）和激发态分子内质子转移（ESIPT）

11.1 晶体结构及分子建模

11.2 QM/MM与ONIOM计算

11.3 重整化能，圆锥交叉及质子转移

(文献：Dyes and Pigments Volume 204, August 2022, 110396 )

12、Gaussian计算专题IV——热激活延迟荧光(TADF)

12.1 看懂分子内能量转移Jablonski图

12.2 TADF与各类激发能

12.3 辐射速率、非辐射速率、（反）系间穿越等

12.4 评估荧光效率

（文献：ACS Materials Lett. 2022, 4, 3, 487–496    ）