Gaussian Input 만들기

발췌 : http://chemistry.egloos.com/1626176

GaussView

GaussView는 Gaussian, Inc.에서 제공하는 Gaussian 전용 GUI 프로그램이기 때문에 여타 다른 GUI 프로그램에 비해 비교적 상세한 옵션까지 조정가능하고 이미 만들어진 Gaussin input을 읽어왔을 때도 인식성이 뛰어난 편이다. (종종 구조는 제대로 읽어오지만 계산 방법과 다른 옵션을 이상하게 불러오는 경우도 있다.) GaussView에서는 ONIOM 계산이나 Periodic Boundary Condition (PBC) 계산의 input도 비교적 간편하게 만들 수 있다. 참고로 GaussView에서 진동모드, 분자 오비탈(molecular orbital) 분석, NMR, UV-Vis spectrum 등을 확인할 수 있다.

WebMO

WebMO는 계산화학 교육 분야에서 많이 이용되는 웹인터페이스로서 계산화학프로그램이라기 보다는 계산화학프로그램의 input을 만들고 계산을 수행하고 얻어진 결과를 확인하고 해석하는데 도움을 주는 일련의 과정을 도와주는 프로그램이다. Gaussian, Inc.에서도 추천하고 Harvard에서도 교육용으로 이용하고 있다고 한다. WebMO는 초급 사용자는 물론  중급 사용자에게도 어느 정도 큰 불편함없이 원하는 input을 만들 수 있는 GUI를 제공한다. 중급 이상 사용자들은 작업을 수행하기 전에 text 모드에서 만들어진 input을 보고 수정할 수 있지만 중급 이상 사용자들에게는 이미 WebMO의 장점보다는 단점이 눈에 들어오는 시점일 것이다. 중중급 이상 사용자에게는 WebMO가 웹브라우저를 바탕으로 작동한다는 가장 큰 장점이 단점으로 느껴지기 때문이다. 유사한 계산의 반복적인 작업을 여러 계산 서버에서 수행하고자 할 때는 터미널상에서 input을 copy해서 text를 직접 편집하고 계산을 수행하는게 훨씬 편하기 때문이다.

Gaussian input – Cartesian coordinate를 이용한 Example

%chk=h2co-c.chk                                                           # (1) Checkpoint file
%mem=100mb                                                                 # (2) Memory
%nproc=1                                                                       # (3) Number of CPU
#p opt hf/3-21g geom=connectivity                                    # (4) Route Line
                                                                                    # (5) Blank
h2co cartesian                                                               # (6) Title
                                                                                    # (7) Blank
0 1                                                                                # (8) Charge, Multiplicity
 C                 -0.53333334   -1.53333331    0.00000000          # (9) Geometry
 O                  0.09370709   -0.44228296   -0.00000000
 H                 -1.60333124   -1.53545242    0.00000000
 H                  0.00350081   -2.45891912    0.00000000
                                                                                    # (10) Blank
 1 4 1.0 3 1.0 2 2.0                                                           # (11) Connecitivity
 2
 3
 4
                                                                                    # (12) Blank

  (1) Checkpoint file : 계산 중에 output에 기록되지는 않는 정보를 가진 파일로 checkpoint 파일을 이용하면 중단된 계산을 어느 시점 이후부터 재시작할 때 용의하다. 가령 이원자 분자에서 결합 길이를 1.0Å에서 2.0Å까지 0.1Å 단위로 11개의 계산을 진행할 때 각각의 거리에서 에너지만 계산하는 single point 계산을 진행하는 경우에는 얻어져야할 에너지보다 더 높은 에너지를 갖는 원치않는 계산이 진행되는 경우도 있다. 이 경우 이전 계산의 checkpoint file을 읽어들여서 새로운 계산을 진행하면 성공적인 결과를 얻을 가능성이 높다. 또는 checkpoint 파일을 이용해 분자오비탈을 생성할 수 있다. checkpoint file을 보관하고 싶다면 .chk 형태로 보관하기 보다는 Gaussian이 설치된 기계에 관계없이 읽을 수 있고 파일 용량도 적은 formatted checkpoint file 즉 .fchk 형태로 이용하는 것이 좋다. (생략 가능)

Gaussian input – Z-matrix coordinate를 이용한 Example

%chk=h2co-z.chk                                                           # (1) Checkpoint file
%mem=100mb                                                                 # (2) Memory
%nproc=1                                                                      # (3) Number of CPU
#p opt hf/3-21g geom=connectivity                                    # (4) Route Line
                                                                                    # (5) Blank
h2co Z-matrix                                                                 # (6) Title
                                                                                    # (7) Blank
0 1                                                                                # (8) Charge, Multiplicity
 C                                                                                 # (9) Geometry
 O                  1    1.25840000
 H                  1    1.07000000    2  120.00000000
 H                  1    1.07000000    2  120.00000000    3  180.00000000   
                                                                                    # (10) Blank
 1 4 1.0 3 1.0 2 2.0                                                           # (11) Connecitivity
 2
 3
 4
                                                                                    # (12) Blank

앞의 Catersian coordinate를 이용하는 예제에서 (9) Geometry 부분만 Catersian coordinate에서 Z-matrix coordinate로 바뀌었다. Cartesian coordinate은 분자를 구성하는 각 원자의 종류와 x, y, z coordinate를 포함하고 Z-matrix coordinate은 분자를 구성하는 각 원자의 종류와 연결된 원자들과 그 사이의 각, 면과 면사이의 각 등의 여러 정보를 포함한다.