Gaussian快速啟動(dòng)教程(2):繪制靜電勢(shì)圖、HOMO和LUMO
前言
前文(https://www.bilibili.com/read/cv17339129)講解了如何用Gaussian優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)和計(jì)算單點(diǎn)能,以及各項(xiàng)參數(shù)最基本的設(shè)置方法。本文在此基礎(chǔ)上,講解如何根據(jù)計(jì)算結(jié)果,繪制分子的靜電勢(shì)圖和分子軌道(尤其是HOMO和LUMO)。
1.?基礎(chǔ)概念
(1)?何謂“靜電勢(shì)”?繪制分子的靜電勢(shì)圖有何意義?
分子附近,空間中每個(gè)點(diǎn)都存在一個(gè)靜電勢(shì),即單位正電荷從無窮遠(yuǎn)處移動(dòng)至此所需功。
分子的靜電勢(shì)圖體現(xiàn)了分子的電荷分布,可以用來分析與其他分子(離子)的靜電相互作用取向等。
(2)?何謂“HOMO”和“LUMO”?繪制HOMO和LUMO圖有何意義?
原子組成分子后,會(huì)形成分子軌道(Molecular?orbital,MO)。分子中,所有電子的最高占據(jù)分子軌道(Highest?occupied?molecular?orbital)簡(jiǎn)稱HOMO,最低未占據(jù)分子軌道(Lowest?unoccupied molecular orbital)簡(jiǎn)稱LUMO。
與原子外層的“價(jià)電子”和“空軌道”類似,HOMO的電子和LUMO的空軌道體現(xiàn)了分子的反應(yīng)性。如HOMO所在官能團(tuán)易與親電試劑發(fā)生反應(yīng),LUMO所在區(qū)域易與親核試劑發(fā)生反應(yīng)。
2.?繪制靜電勢(shì)圖
打開.chk結(jié)果文件——右擊——Results——Surfaces/Contours
新面板中下拉Cube?Actions,選擇New?Cube——下拉Type,選擇Total?Density——OK,并等待計(jì)算完成
下拉Surface?Actions,選擇New?Mapped?Surface——OK,并等待計(jì)算完成
完成后得到下圖:

現(xiàn)修改靜電勢(shì)面的透明度:
右擊——View——Display?Format
新面板點(diǎn)擊Surface選項(xiàng)卡——下拉Format,選擇Transparent(透明)——左右拖動(dòng)調(diào)節(jié)至合適的透明度
完成后得到下圖:

3.?繪制分子軌道
打開.chk結(jié)果文件——右擊——Edit——MOs
新面板的New?MOs選項(xiàng)卡中,點(diǎn)擊Load(加載.chk計(jì)算結(jié)果)——Visualize選項(xiàng)卡中,點(diǎn)擊Update
此時(shí)展示LUMO如下(修改透明度的方法與上文類似,右擊修改):

點(diǎn)擊右上方框內(nèi)HOMO軌道(本例中為25號(hào)軌道)右側(cè)的灰色正方形
此時(shí)顯示HOMO(修改透明度的方法與上文類似,右擊修改):

上述所有圖片的調(diào)整及保存均不再贅述,很容易自行摸索。