教程(二十四):使用freqchk命令进行热力学校正

发表时间:2021-04-25 18:36作者:李宏平/绎模科技

使用freqchk命令进行热力学校正



(一)引言

在使用Gaussian进行计算时,我们需要根据所研究体系的状态设置温度和压力等条件,教程二十三介绍了如何设置体系的温度和压力。但在某些体系中,我们想要考察该体系在不同温度和压力下的热力学量,应该怎么办呢?我们并不需要重新设定温度和压力重新进行计算(重新进行频率计算需要花费大量的计算时间)。本文以教程二十三中的甲烷计算为例将介绍如何使用freqchk命令产生不同温度和压力下的热力学数值。


(二)计算过程

      1. 计算设置

n   软件版本Gaussian 16, GaussView 6。使用方法 # B3LYP/6-31G(d)   opt freq

n   先使用GaussView 6构建甲烷模型,然后按照上述方法设置,保存输入文件名为methane.gjfchk文件名为methane.chk,此处省略计算过程。


2. Windows(Linux)下使用freqchk命令产生不同温度和压力下的热力学数值

n   首先打开Gaussian 16的界面,然后点击界面上的Utilities功能,选中freqchk命令,然后到chk文件保存目录,打开methane.chk文件。得到如下界面:


24-1.jpg



n   注意,Linux 系统下只要在命令行模式下输入freqchk   methane.chk 即可(需要在目标chk文件所在目录下进行该命令,如果不在,则输入绝对路径效果一样)以下内容WindowsLinux都一致。

                                                                                                                     

n   本文为了能够更清晰地展示,此处把上图中的信息以文本形式展现出来:

       

               Write Hyperchem files? n                      #是否输出Hyperchem文件,n表示否


                  Temperature (K)? [0=>298.15] 500                     #温度设定为500.0 K


                  Pressure (Atm)? [0=>1 atm] 20                        #压力设定为20.0 atm


                  Scale factor for freqs during thermochem? [0=>1/1.12] 1    #频率和零点能校正因子


                  Do you want to use the principal isotope masses? [Y]: n     #是否使用默认同位素?n表示否


                  For each atom, give the integer mass number.


                  In each case, the default is the principal isotope.


                  Atom number 1, atomic number 8: [16]16               #此处开始设置每个原子的同位素质量


                  Atom number 2, atomic number 1: [1] 2


                  Frequency output follows …




n 设置完毕参数后,就会输出该温度和压力下的热力学校正值,如下图:

24-2.jpg



n   值得注意的是,此处并未给出该体系最终的热力学数值若要得到体系最终的热力学数值,需要使用0K 时体系的电子能量(即教程二十三中提到的Electronic EnergyEE值)再加上这个校正值。比如用EE + Thermal Enthalpy Correction 就是该体系在500K20.0 atm下的焓值;EE + Thermal Free EnergyCorrection 就是该体系在500K20.0 atm下的吉布斯自由能值。


n   最后,还有一个更为简便的命令组合,可以实现上述过程。并且把结果输入到correct.txt文件中,如下:

   freqchk   methane.chk   n   500   20.0   1    yn>   correct.txt


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