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gaussian HOMO,LUMOの可視化方法

Gaussianで計算した分子のHOMO(最高被占軌道)とLUMO(最低空軌道)を可視化する方法について、このページでは説明しています。

 

ここでは例として水分子のHOMOとLUMOの可視化を行っていきます。

まずは、分子お絵かきソフト(chem 3Dやwinmostarなど)で水分子(H2O)を作成します。

作成した水分子はgaussianインプットファイル(.gjf)形式で保存します。

winmostarでのgaussianインプットファイルの作り方はこちらを参考にしてください。

gaussianインプットファイルの作り方 winmostar編 - 気になる(仮)

 

次に作成したファイルをメモ帳などで開き、中身を書き換えます。

今回は水分子を構造最適化した後にそのHOMO、LUMOを見ていこうと思います。

一行目には後ほど使用するチェックポイントファイルを作成するための以下のキーワードを打ち込みます。

%chk=filename

filenameは各自お好きなように設定してください。

二行目には以下の計算方法、基底関数、構造最適化(opt)を書き加えます。

#B3LYP/6-31G** opt

計算方法と基底関数は各自お好きなものを使用してください。

四行目にはタイトルを打ち込みます。

ここも各自好きなタイトルを打ち込んでださい。

六行目には電荷とスピン多重度を書き加えます。

今回は水分子なので電荷0、スピン多重度1です。

七行目以降は水分子の座標です。

こちらは分子お絵かきソフトで.gjfファイルで保存した時のものを使用してください。

以下に示すのが実際に使用したファイルです。

また、gaussianインプットファイルの詳しい説明はこちらをご覧ください。

gaussianインプットファイルの作り方 構造最適化編 - 気になる(仮)

f:id:arimurasaji:20170316203011j:plain

 

インプットファイルが完成しましたら、普段通り計算させてください。

計算が終了しましたら、UNIXで以下のキーワードを入力してください。

formchk H2O.chk H2O.fchk

(H2Oのところは各自のファイル名としてください。)

これは、H2O.chkのファイルからH2O.fchkのファイルを作る作業です。

この.fchkでないと次に使うAvogadroではHOMO、LUMOを見ることはできません。

なので先ほども言いましたがチェックポイントファイルは忘れずに作ってください。

 

.fchkのファイルができましたら、Avogadroで開いてみましょう。

Avogadroで開くと以下のような画面になるかと思います。

f:id:arimurasaji:20170316204356j:plain

画面真ん中に見られるのが構造最適化後の水分子です。

赤が酸素原子で、白が水素原子を表しています。

画面右側に表示されているのが分子軌道です。

HOMO,LUMOだけでなく全ての分子軌道が表示されております。

 

で画面右側に表示されているHOMOをクリックすると、以下のようにHOMOの軌道が表示されます。

f:id:arimurasaji:20170316205017j:plain

もちろん他の軌道を選択すると他の軌道も同様に可視化されます。