properties キーワードはNMRを予測します シールドテンソルと Hartree-Fock 法、すべての DFT 法、および MP2 法を使用した磁化率 [ Gauss92 J. Gauss, “Calculation of NMR chemical shifts at second-order many-body perturbation theory using gauge-including atomic orbitals,” Chem. Phys. Lett., 191 (1992) 614-20. DOI: , Gauss93 J. Gauss, “Effects of Electron Correlation in the Calculation of Nuclear- Magnetic-Resonance Chemical-Shifts,” J. Chem. Phys., 99 (1993) 3629-43. DOI: , Gauss95 J. Gauss, “Accurate Calculation of NMR Chemical-Shifts,” Phys. Chem. Chem. Phys., 99 (1995) 1001-08. DOI: , Cheeseman96 J. R. Cheeseman, G. W. Trucks, T. A. Keith, and M. J. Frisch, “A Comparison of Models for Calculating Nuclear Magnetic Resonance Shielding Tensors,” J. Chem. Phys., 104 (1996) 5497-509. DOI: ].
NMR シールド テンソルは次のように計算できます。 ゲージ変換の連続セット (CSGT) メソッド [ Keith92 T. A. Keith and R. F. W. Bader, “Calculation of magnetic response properties using atoms in molecules,” Chem. Phys. Lett., 194 (1992) 1-8. DOI: , Keith93 T. A. Keith and R. F. W. Bader, “Calculation of magnetic response properties using a continuous set of gauge transformations,” Chem. Phys. Lett., 210 (1993) 223-31. DOI: , Cheeseman96 J. R. Cheeseman, G. W. Trucks, T. A. Keith, and M. J. Frisch, “A Comparison of Models for Calculating Nuclear Magnetic Resonance Shielding Tensors,” J. Chem. Phys., 104 (1996) 5497-509. DOI: ] およびゲージ非依存原子軌道 (GIAO) メソッド [ London37 F. London, “The quantic theory of inter-atomic currents in aromatic combinations,” J. Phys. Radium, 8 (1937) 397-409. DOI: , McWeeny62 R. McWeeny, “Perturbation Theory for Fock-Dirac Density Matrix,” Phys. Rev., 126 (1962) 1028. DOI: , Ditchfield74 R. Ditchfield, “Self-consistent perturbation theory of diamagnetism. 1. Gauge-invariant LCAO method for N.M.R. chemical shifts,” Mol. Phys., 27 (1974) 789-807. DOI: , Wolinski90 K. Wolinski, J. F. Hilton, and P. Pulay, “Efficient Implementation of the Gauge-Independent Atomic Orbital Method for NMR Chemical Shift Calculations,” J. Am. Chem. Soc., 112 (1990) 8251-60. DOI: , Cheeseman96 J. R. Cheeseman, G. W. Trucks, T. A. Keith, and M. J. Frisch, “A Comparison of Models for Calculating Nuclear Magnetic Resonance Shielding Tensors,” J. Chem. Phys., 104 (1996) 5497-509. DOI: ]。磁化率も両方の GIAO で計算できます [ Ruud93 K. Ruud, T. Helgaker, K. L. Bak, P. Jørgensen, and H. J. A. Jensen, “Hartree-Fock Limit Magnetizabilities from London Orbitals,” J. Chem. Phys., 99 (1993) 3847-59. DOI: 』とCGST。 Gaussian もサポートしています IGAIM方式 [ Keith92 T. A. Keith and R. F. W. Bader, “Calculation of magnetic response properties using atoms in molecules,” Chem. Phys. Lett., 194 (1992) 1-8. DOI: , Keith93 T. A. Keith and R. F. W. Bader, “Calculation of magnetic response properties using a continuous set of gauge transformations,” Chem. Phys. Lett., 210 (1993) 223-31. DOI: ] (CSGT メソッドのわずかなバリエーション) および シールド テンソルと磁化率の両方に対するシングル オリジン法。
NMR 計算に使用される構造は、十分な理論レベルで最適化されている必要があります。 CSGT の計算では、正確な結果を得るために大規模な基底関数セットが必要であることに注意してください。
Spin-spin 結合定数は、NMR ジョブ中に計算することもできます [ Helgaker00 T. Helgaker, M. Watson, and N. C. Handy, “Analytical calculation of nuclear magnetic resonance indirect spin-spin coupling constants at the generalized gradient approximation and hybrid levels of density-functional theory,” J. Chem. Phys., 113 (2000) 9402-09. DOI: , Sychrovsky00 V. Sychrovsky, J. Gräfenstein, and D. Cremer, “Nuclear magnetic resonance spin-spin coupling constants from coupled perturbed density functional theory,” J. Chem. Phys., 113 (2000) 3530-47. DOI: , Barone02 V. Barone, J. E. Peralta, R. H. Contreras, and J. P. Snyder, “DFT Calculation of NMR JFF Spin-Spin Coupling Constants in Fluorinated Pyridines,” J. Phys. Chem. A, 106 (2002) 5607-12. DOI: , Peralta03 J. E. Peralta, G. E. Scuseria, J. R. Cheeseman, and M. J. Frisch, “Basis set dependence of NMR Spin-Spin Couplings in Density Functional Theory Calculations: First row and hydrogen atoms,” Chem. Phys. Lett., 375 (2003) 452-58. DOI: , Deng06 W. Deng, J. R. Cheeseman, and M. J. Frisch, “Calculation of Nuclear Spin-Spin Coupling Constants of Molecules with First and Second Row Atoms in Study of Basis Set Dependence,” J. Chem. Theory and Comput., 2 (2006) 1028-37. DOI: ]を介して、 SpinSpin オプション.
オプション
SpinSpin
通常の NMR 特性に加えて、スピン-スピン結合定数を計算します。この計算タイプでは、振動周波数のみを計算する場合の約 2 倍の計算コストがかかることに注意してください。 Hartree-Fock 法および DFT 法でのみ使用できます。
Mixed
2 段階のスピン-スピン結合計算を要求します [ Deng06 W. Deng, J. R. Cheeseman, and M. J. Frisch, “Calculation of Nuclear Spin-Spin Coupling Constants of Molecules with First and Second Row Atoms in Study of Basis Set Dependence,” J. Chem. Theory and Comput., 2 (2006) 1028-37. DOI: ]。このオプションにより、2 つのジョブ ステップが実行されます。 1 つ目では、ユーザーが指定した基底関数系が、基底の収縮を解除し、コアに厳密な分極関数を追加することによって、フェルミ コンタクト項に適切になるように変更されます。 2 番目のステップでは、ルート セクションで指定された未変更の基底関数系を使用して、スピン-スピン結合の他の 3 つの項が計算されます。 2 番目のジョブ ステップの最後に報告される最終結果には、最初のステップからのフェルミ接触の寄与が含まれます。これにより、特に次のような典型的な原子価指向の基底関数を使用した場合、スピン-スピン結合定数の精度が大幅に向上します。 6-311G+(d,p), aug-CC-pVDZ または aug-CC-pVTZ。このアプローチは、厳密な分極関数を組み込んだ修正基底関数を使用して 4 つの項すべてを計算するよりも高速です。
ReadAtoms
選択した原子のみのスピン-スピン結合定数を計算します。原子リストは別の入力セクション (空白行で終了) で指定します。リストは最初は空です。
入力セクションでは次の形式が使用されます。
atoms=list [notatoms=list]
それぞれどこで list 原子番号、原子番号範囲、原子タイプのコンマまたはスペース区切りのリストです。キーワードは連続して適用されます。以下にいくつかの例を示します。
| atoms=3-6,17 notatoms=5 | 原子リストに 3, 4, 6, 17 を追加し、5 があれば除外します。 |
| atoms=3 C 18-30 notatoms=H | 原子 3 および 18-30 の中から、すべての C 原子と非 H 原子を追加します。 |
| atoms=C N notatoms=5 | 原子 5 を除くすべての C と N 原子を追加します。 |
| atoms=1-5 notatoms=H atoms=8-10 | 原子 8-10 と、原子 1-5 のうち非水素原子を追加します。 |
キーワードのない裸の整数は原子番号として解釈されます。
| 1,3,5 7 | 原子 1, 3, 5, 7 を追加します。 |
CSGT
CSGT 法のみを使用して NMR 特性を計算します。 ACID プログラムのデータ ファイルは次のコマンドで生成できます。 NMR=CSGT IOp(10/93=1).
GIAO
GIAO 法のみを使用して NMR 特性を計算します。これがデフォルトです。
IGAIM
原子中心をゲージ原点として使用します。
SingleOrigin
単一のゲージ原点を使用します。この方法は比較目的で提供されていますが、一般には推奨されません。
All
3 つすべてを使用してプロパティを計算します。 SingleOrigin, IGAIM、 そして CSGT methods.
PrintEigenvectors
各原子のシールド テンソルの固有ベクトルを表示します。
FCOnly
フェルミ接触のスピン-スピン項のみを計算します。
ReadFC
チェックポイント ファイルからフェルミ接触のスピン-スピン項を読み取り、他のスピン-スピン結合項を計算します。
Susceptibility
磁化率とシールドを計算します。
適用範囲
利用可能性
SCF、DFT、MP2 方式。 NMR と組み合わせることができます SCRF. NMR と Freq HF と DFT の両方を同じルート上に置くことができるようになりました。
実例
NMR からのデフォルト出力の例を次に示します。
Magnetic properties (GIAO method) Magnetic shielding (ppm): 1 C Isotropic = 57.7345 Anisotropy = 194.4092 XX= 48.4143 YX= .0000 ZX= .0000 XY= .0000 YY= -62.5514 ZY= .0000 XZ= .0000 YZ= .0000 ZZ= 187.3406 2 H Isotropic = 23.9397 Anisotropy = 5.2745 XX= 27.3287 YX= .0000 ZX= .0000 XY= .0000 YY= 24.0670 ZY= .0000 XZ= .0000 YZ= .0000 ZZ= 20.4233
この分子システムでは、特定のタイプのすべての原子の値が等しいため、最初の 2 つの原子の後の出力を切り捨てました。
スピン-スピン結合計算からの追加出力は次のようになります。
Total nuclear spin-spin coupling K (Hz):
1 2
1 0.000000D+00
2 0.147308D+02 0.000000D+00
Total nuclear spin-spin coupling J (Hz):
1 2
1 0.000000D+00
2 0.432614D+03 0.000000D+00
結合定数のさまざまなコンポーネントは、出力ファイルのこのセクションの前にあります。原子ペア間の等方性スピン-スピン結合のマトリックスを下三角形式で表示します。 K マトリックスは同位体に依存しない値を与え、J マトリックスはジョブの特定の同位体 (明示的に指定された同位体またはデフォルトの同位体) を考慮した値を与えます。