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ある結合の長さを固定しながら構造最適化する方法[Gaussian]

このページではGaussianにおいて、ある結合の長さを固定しながら構造最適化する方法についてご紹介しようと思います。

例としてメタン(CH4)のC-H結合1つを2.5Åに固定しつつ構造最適化してみようと思います。

 

分子モデリングソフトによるインプットファイルの作成

まずはインプットファイルを作成しましょう。

ここでは分子モデリングソフトにAvogadroを用います(他の分子モデリングソフトでも大丈夫です)。

まずはメタンを書きます(一回左クリックするだけで描けます)。

f:id:arimurasaji:20170422145333p:plain

次にFileのSave asをクリックします。

すると保存画面がでてきます。

このファイルの種類をGaussian Cartesian input (*.gau)にしてください。

そして保存をクリックします。

f:id:arimurasaji:20170422145543p:plain

 

C-H結合一つを2.5Åに固定しながら構造最適化を行うプログラム

次に先ほど作成した.gauファイルをメモ帳などで開いてください。

こちらに実際に使用したインプットファイルを示します。

f:id:arimurasaji:20170422144407p:plain

計算方法、基底関数は一般的なもの(B3LYP/6-31G**)を用いており特に理由はありません。

"opt=modredundant"と一番下に書いてある”1 4 2.5F"が今回のポイントとなります。

これらのキーワードを打ち込むことで原子1と原子4の結合距離を2.5Åに固定しながら構造最適化を行うことができます。

もちろん一番下の数字は色々と変えることができ、"1 3 2F"だと原子1と原子3の結合距

離を2Åに固定しながら構造最適化を行います。

原子の後についている番号は座標の一番上から1,2,3と順番につけられています。

またこの座標を見ただけでは目的の原子の番号がわからないときは、Avogadroで確認することができます。

画面左のLabelにチェックを入れ、さらにスパナをクリックし、Atom LabelsのTextをAtom numberにすると、下の図のように原子の番号が表示されます。

f:id:arimurasaji:20170422151138p:plain

インプットファイルの作成が終わりましたら、普段通り計算を回してください。

 

計算後の構造

計算が終了しましたら、アウトプットファイルをAvogadroで見てみましょう。

するとこのように原子1と原子4だけ結合距離が長いことがわかります(結合しているとは言い難いですがw)。

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実際に結合距離を測ってみる

せっかくなので原子1と原子4の距離を測ってみることにします。

E下矢印の隣のメジャーマークf:id:arimurasaji:20170422152311p:plainをクリックしてください。

次に、原子1と原子4をそれぞれ左クリックしてください。

すると画面下のほうにDistance 2.5Åと書いてあることがわかるかと思います。

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