オプション

出力内容を制御するオプション

None

軌道は出力されず、個体数分析も行われません。これは ZIndo 法でのデフォルトです。

Minimal

総原子電荷と軌道エネルギーが出力されます。これは Guess=Only および/または ZIndo を除く、すべてのジョブタイプと手法でのデフォルトです。

Regular

最高占有仮想軌道 5 つと最低占有仮想軌道 5 つが、密度行列と完全な (軌道ごと、原子ごとの) マリケン集団解析とともに出力されます。出力のサイズは分子のサイズの二乗に依存するため、分子が大きい場合には出力が非常に大きくなる可能性があります。

Full

Regular と同じ集団解析ですが、all 軌道を出力します。これは Guess=Only ジョブでのデフォルトです。

Always

最初と最後の最適化ステップだけでなく、すべての最適化ステップで母集団分析を実行します。

Orbitals[=N]
AllOrbitals

最高の集団分析を実行する N 占有されていて最低 N 各 MO への原子の寄与を含む仮想軌道 (例を参照)。 N デフォルトは 10 です。 AllOrbitals の代わりに指定することもできます Orbitals=N すべての軌道の分析をリクエストします。開殻計算の場合、アルファ軌道とベータ軌道の両方が含まれます。

ThreshOrbitals=N

個々の軌道個体数分析に含める最小寄与率を設定します。デフォルトは 10 です。

人口解析オプション

Bonding

標準分析に加えて結合集団分析を実行します。これは、異なる中心上の基底関数のペアを含む密度項のみが保持されるマリケン母集団解析です。

MBS

最小基底関数系のマリケン母集団分析を実行する [ Montgomery99 J. A. Montgomery Jr., M. J. Frisch, J. W. Ochterski, and G. A. Petersson, “A complete basis set model chemistry. VI. Use of density functional geometries and frequencies,” J. Chem. Phys., 110 (1999) 2822-27. DOI: , Montgomery00 J. A. Montgomery Jr., M. J. Frisch, J. W. Ochterski, and G. A. Petersson, “A complete basis set model chemistry. VII. Use of the minimum population localization method,” J. Chem. Phys., 112 (2000) 6532-42. DOI: ]. NoMBS MBS Mulliken 集団分析を実行しないようにプログラムに指示します。

Hirshfeld

ハーシュフェルト集団分析を実行する [ Hirshfeld77 F. L. Hirshfeld, “Bonded-atom fragments for describing molecular charge densities,” Theor. Chem. Acc., 44 (1977) 129-38. DOI: , Ritchie85 J. P. Ritchie, “Electron density distribution analysis for nitromethane, nitromethide, and nitramide,” J. Am. Chem. Soc., 107 (1985) 1829-37. DOI: , Ritchie87 J. P. Ritchie and S. M. Bachrach, “Some methods and applications of electron density distribution analysis,” J. Comp. Chem., 8 (1987) 499-509. DOI: ]。 CM5 原子電荷 [ Marenich12 A. V. Marenich, S. V. Jerome, C. J. Cramer and D. G. Truhlar, “Charge Model 5: An Extension of Hirshfeld Population Analysis for the Accurate 説明 of Molecular Interactions in Gaseous and Condensed Phases,” J. Chem. Theory and Comput. 8 (2012) 527. DOI: ] は、ハーシュフェルド電荷とともに計算されます。 CM5 は Hirshfeld の同義語です。HirshfeldEE オプションは、原子間の静電相互作用も要求します。

Biorthogonalize

電子対を最大限に整列させるために、無制限の分子軌道を双直交化します。

SaveBiorth

正準 MO 上のチェックポイント ファイルに双直交化された軌道を保存します。

DCT

チョフィニの D を計算する_CT 電荷転送診断 [ LeBahers11 T. Le Bahers, C. Adamo, and I. Ciofini, “A Qualitative Index of Spatial Extent in Charge-Transfer Excitations,” J. Chem. Theory Comput., 2011, 7, 2498–2506. DOI: , Adamo15 C. Adamo, T. Le Bahers, M. Savarese, L. Wilbraham, G. García, R, Fukuda, M. Ehara, N. Rega, and I. Ciofini, “Exploring excited states using Time Dependent Density Functional Theory and density-based indexes,” Coordination Chemistry Reviews, 2015, 304–305, 166–178. DOI: ] 利用可能な非緩和励起状態密度 (複数可) に対応し、緩和密度が要求された場合には、それも同様に要求されます。

NaturalTransitionOrbitals

自然遷移軌道解析を要求します [ Martin03 R. L. Martin, “Natural transition orbitals,” J. Chem. Phys., 118 (2003) 4775-77. DOI: ] CI-Singles または TD-DFT 励起状態。必ず同伴してください Density=(Check,Transition=N) 軌道の生成にどの遷移密度を使用するかを指定するため。対象となる複数の状態から軌道を出力するには、連続して実行します。 Pop=NTO Density=(Check,Transition=N) Guess=Only 初期励起状態計算後のジョブ。 NTO はこのオプションの同義語です。

SaveNaturalTransitionOrbitals

生成された軌道をチェックポイント ファイルに保存し、密度がそこから読み込まれた場合は正準軌道を置き換えます。 SaveNTO はこのオプションの同義語です。軌道を視覚化したい場合は、それらをチェックポイント ファイルに書き戻す必要があります。各状態のチェックポイント ファイルのコピーを使用してこれを行うことをお勧めします。初期励起状態計算後 ( %Chk=ex.chk)、次のような手法を使用して、各状態の視覚化データを生成します。

電荷保存オプション

NoOrthogonalize

保存されたものの直交化を抑制する Pop=(SaveMixed,NoOrthogonalize) 軌道 (主に生の NBO 結果を視覚化するため)。

SaveType

計算された原子電荷は、後の MM 計算で使用するためにチェックポイント ファイルに保存できます。 Geom=Check。オプション Pop=SaveMulliken, Pop=SaveESP, Pop=SaveNPA, Pop=SaveCM5、などを使用して、対応する料金を節約できます。多層 ONIOM 計算の場合、明示的に計算された電荷のみがデフォルトで保存されます。つまり、QM 層内の原子の電荷です。入力ファイルに存在する原子電荷は使用されず、これらのオプションによって保存された新しく適合した電荷に置き換えられます。

追加オプション Uncharged 入力ファイルに存在する原子電荷を保持し、QM 層内の非荷電原子の電荷のみを適合させます。オプションの組み合わせ Pop=(無課金、マリケン保存), Pop=(無課金、CM5保存) などとすると、元の原子の電荷と、元々帯電していなかった原子に新しく適合した電荷の両方が保存されます。

自然軌道関連オプション

NaturalOrbitals

総密度の自然軌道解析を実行します。 NO の同義語です NaturalOrbitals.

NOAB

α 密度と β 密度について個別に自然軌道解析を実行します。 NaturalSpinOrbitals の同義語です NOAB.

AlphaNatural

α 密度と β 密度について個別に自然軌道解析を実行しますが、α 密度のみを保存して、 .wfn ファイル（参照 Output=WFN). NOA の同義語です AlphaNatural.

BetaNatural

α 密度と β 密度について別々の自然軌道解析を実行しますが、β 密度のみを保存して、 .wfn ファイル（参照 Output=WFN). NOB の同義語です BetaNatural.

SpinNatural

スピン密度の自然軌道を生成します (α は正と見なされます)。

デフォルトでは、自然軌道はチェックポイント ファイルに含まれません。この形式の 2 番目のジョブ ステップを使用して、自然軌道をチェックポイント ファイルに配置します。

--Link1--
%Chk=name
# Guess=(Save,Only,NaturalOrbitals) Geom=AllCheck ChkBasis

を実行します。 formchk 生成されたチェックポイント ファイルに対してユーティリティを使用して、可視化のための軌道を準備します。

静電ポテンシャル由来電荷を生成するオプション

MK

このオプションでは、Merz-Singh-Kollman スキームに従い、選択された点の静電ポテンシャルに適合する電荷を生成します [ Singh84 U. C. Singh and P. A. Kollman, “An approach to computing electrostatic charges for molecules,” J. Comp. Chem., 5 (1984) 129-45. DOI: , Besler90 B. H. Besler, K. M. Merz Jr., and P. A. Kollman, “Atomic charges derived from semiempirical methods,” J. Comp. Chem., 11 (1990) 431-39. DOI: ]. ESP と MerzKollman の同義語です MK。アンテチャンバー (RESP 料金を生成するための AMBER プログラム) のデータ ファイルは、次を使用して生成できます。 ポップ=MK IOp(6/50=1) 次に、Gaussian 入力ファイルの末尾にある別の行にファイル名を指定します。

MKUFF

MK フィッティングを使用しますが、完全な周期表に対して定義されている UFF 半径を使用します。

CHelp

に従って選択された点で静電位に適合する電荷を生成します。 CHelp スキーム [ Chirlian87 L. E. Chirlian and M. M. Francl, “Atomic charges derived from electrostatic potentials – a detailed study,” J. Comp. Chem., 8 (1987) 894-905. DOI: ].

CHelpG

に従って選択された点で静電位に適合する電荷を生成します。 CHelpG スキーム [ Breneman90 C. M. Breneman and K. B. Wiberg, “Determining atom-centered monopoles from molecular electrostatic potentials – the need for high sampling density in formamide conformational-analysis,” J. Comp. Chem., 11 (1990) 361-73. DOI: ].

HLY

Hu、Lu、Yang の電荷フィッティング方法を指定します [ Hu07 H. Hu, Z. Lu and W. Yang, “Fitting Molecular Electrostatic Potentials from Quantum Mechanical Calculations,” J. Chem. Theory and Comput. 3 (2007) 1004-13. DOI: ].

HLYGAt

Hu、Lu、Yang の電荷フィッティング方法を指定しますが、HLY の代わりに Gaussian の標準原子密度を使用します。の著者 HLY 最初の 18 個の元素のモデルに必要な原子密度のみをパラメーター化しました。これは、HLY フィッティング スキームを使用する代替バージョンですが、周期表全体で利用できる Gaussian の標準原子密度を使用します。どちらの方法でも実行できるシステムの場合、原子電荷の差は通常 1% から 5% の間です。

Dipole

電荷をポテンシャルに当てはめるときは、双極子モーメントを再現するように電荷を拘束します。 ESPDipole の同義語です Dipole.

AtomDipole

電荷をポテンシャルに当てはめるときは、各原子中心に点双極子も当てはめます。

ReadRadii

ポテンシャルのフィッティングに使用するために、各要素の代替半径 (オングストローム単位) を読み取ります。これらは、空白行で終了する、元素記号と半径のペアとして読み取られます。

ReadAtRadii

ポテンシャルのフィッティングに使用するために、各原子の代替半径 (オングストローム単位) を読み取ります。これらは原子番号と半径のペアとして読み取られ、空白行で終了します。

NBO 関連オプション（バージョン 3）

NBO

完全なリクエスト NBO バージョン 3 を使用した自然結合軌道解析 [ Foster80 J. P. Foster and F. Weinhold, “Natural hybrid orbitals,” J. Am. Chem. Soc., 102 (1980) 7211-18. DOI: , Reed83a A. E. Reed and F. Weinhold, “Natural bond orbital analysis of near-Hartree-Fock water dimer,” J. Chem. Phys., 78 (1983) 4066-73. DOI: , Reed85 A. E. Reed, R. B. Weinstock, and F. Weinhold, “Natural-population analysis,” J. Chem. Phys., 83 (1985) 735-46. DOI: , Reed85a A. E. Reed and F. Weinhold, “Natural Localized Molecular Orbitals,” J. Chem. Phys., 83 (1985) 1736-40. DOI: , Carpenter87, Carpenter88 J. E. Carpenter and F. Weinhold, “Analysis of the geometry of the hydroxymethyl radical by the different hybrids for different spins natural bond orbital procedure,” J. Mol. Struct. (Theochem), 46 (1988) 41-62. DOI: , Reed88 A. E. Reed, L. A. Curtiss, and F. Weinhold, “Intermolecular interactions from a natural bond orbital, donor-acceptor viewpoint,” Chem. Rev., 88 (1988) 899-926. DOI: , Weinhold88 F. Weinhold and J. E. Carpenter, in The Structure of Small Molecules and Ions, Ed. R. Naaman and Z. Vager (Plenum, 1988) 227-36. DOI: ].

NCS

NMR シールド テンソル (GIAO を使用して計算) を、結合と非共有電子対からの磁気寄与に分割することを要求します。 Bohmann らの Natural Chemical Shielding 分析[ Bohmann97 J. A. Bohmann, F. Weinhold, and T. C. Farrar, “Natural Chemical Shielding Analysis of Nuclear Magnetic Resonance Shielding Tensors from Gauge-Including Atomic Orbital Calculations,” J. Chem. Phys., 107 (1997) 1173-84. DOI: 』をNBO分析手法に基づいて開発しました。デフォルトでは、等方性シールドの解析が実行されます。 NoNCS この分析は省略します。

NCSDiag

対角テンソル要素の NCS 解析を要求します。

NCSAll

すべてのテンソル成分の NCS 解析を要求します。

NPA

リクエストのみ Natural の人口分析フェーズ NBO.

NBORead

完全なリクエスト NBO 分析。入力ストリームから読み取られた分析を制御する入力を使用します。このオプションを使用して、NBO のキーワードを指定します。この入力の詳細については、NBO のドキュメントを参照してください。

NBODel

一部の相互作用の削除の影響について NBO 分析を要求します。 SCF メソッドでのみ可能です。 NBO 入力が読み取られることを意味します。詳細については、NBO のドキュメントを参照してください。 UNIX シェルが最初の入力を解釈しないように、NBO 入力は列 2 から始まることに注意してください。 $.

SaveNBOs

自然結合軌道をチェックポイント ファイルに保存します (後で視覚化するため)。

SaveNLMOs

自然局在分子軌道をチェックポイント ファイルに保存します (後で視覚化するため)。

SaveMixed

占有軌道の NBO と非占有軌道の NLMO をチェックポイント ファイルに保存します (後で視覚化するため)。

NBO 関連オプション（バージョン 6 と 7）

NBO バージョン 6 および 7 へのインターフェイスが提供されます。 Pop=NPA6, Pop=NBO6, Pop=NBO6Read と Pop=NBO6Delete 外部インターフェース経由で個別の NBO6 プログラムを使用して、自然個体群解析、完全な自然結合軌道解析、入力ストリームから読み取られた NBO 入力を含む完全な NBO、および一部の相互作用の削除の影響の NBO 解析を (それぞれ) 要求します。オプション NPA7, NBO7, NBO7Read と NBO7Delete NBO7 を使用して同じリクエストを実行します。 NBO7 では、キーワードを使用して自然エネルギー分解分析 (NEDA) が要求されます。 NEDA=n where n カウンターポイズ計算と同じ入力構文を使用して指定されたフラグメントの数です。 デフォルトでは、この分析は自然原子軌道 (NAO) を使用して実行されますが、NBO または NLMO を要求することもできます。詳細については、 NBO7マニュアル.

NBO6/NBO7 の実行に必要なスクリプトとプログラム自体は、Frank Weinhold (nbo6.chem.wisc.edu).

関連キーワード

Density, Output=WFN

実例

軌道ごとの個体数分析。 次のルート セクションでは、下位 3 つの仮想軌道と上位 3 つの占有軌道の個体数分析を要求します。

# UHF/6-311+G(d) Pop=Orbitals=3

FeO+ カルテットの計算結果の出力は次のとおりです。

 Atomic contributions to Alpha molecular orbitals:
 Alpha occ 16 OE=-0.923 is Fe1-d=1.00
 Alpha occ 17 OE=-0.699 is O2-p=0.88
 Alpha occ 18 OE=-0.690 is O2-p=0.68 Fe1-s=0.21
 Alpha vir 19 OE=-0.253 is Fe1-s=0.70 Fe1-p=0.27
 Alpha vir 20 OE=-0.188 is Fe1-p=0.71 O2-p=0.29
 Alpha vir 21 OE=-0.133 is Fe1-p=1.04

 
 Atomic contributions to Beta  molecular orbitals:
 Beta  occ 13 OE=-0.801 is O2-p=0.79
 Beta  occ 14 OE=-0.783 is Fe1-d=1.00
 Beta  occ 15 OE=-0.758 is O2-p=0.89
 Beta  vir 16 OE=-0.241 is Fe1-s=0.81 Fe1-p=0.17
 Beta  vir 17 OE=-0.139 is Fe1-p=0.91 Fe1-d=0.14

アルファ軌道情報とベータ軌道情報の両方が含まれることに注意してください。各軌道について、出力は軌道エネルギー (OE とラベル付けされ、原子単位で与えられます) を報告し、続いて、関連する各原子の特定の角運動量のすべての基底関数の寄与率を報告します。

これは、正準 α 軌道と β 軌道が大きく異なるため、系のスピン状態を知ることが難しい系の例です。その後、 Guess=(Read,Only,BiOrthogonalize) Pop=Orbital 計算を行って結果を分析すると、プログラムは α 軌道と β 軌道を可能な限り一致するように変換します (占有軌道と仮想軌道は別々に)。この場合、変換された軌道の軌道エネルギーも与えられません。むしろ、 Pop=Orbital 分析では、対応する軌道のペア (つまり、α 19 と β 19) 間の重複が報告され、値 1 は 100% の対応を示します。軌道を占有または仮想としてラベル付けする代わりに、次のようにラベル付けします。

プログラムは、出力内で別の軌道に 1 回だけ一致する軌道をリストします。また、対になっていない過剰アルファスピン占有軌道ごとに、それに一致するベータ仮想軌道が常に存在し、後者も省略されます。

これは、FeO+ カルテットの出力です。これは、ベータより 3 個多いアルファ電子を持っていますが、実際には 4 個の不対アルファが占有され、1 個の不対ベータが占有されていることがわかります (最低の二重占有軌道と最高の空軌道は出力からカットされています)。

 Atomic contributions to molecular orbitals:
 Docc. orb 13 abOv=0.999 is Fe1-d=1.00
 Docc. orb 14 abOv=0.990 is O2-p=0.72 Fe1-s=0.14 Fe1-d=0.14
 Asing orb 15 abOv=0.316 is Fe1-d=0.99
 Asing orb 16 abOv=1.000 is Fe1-d=0.94
 Asing orb 17 abOv=1.000 is Fe1-d=0.91
 Asing orb 18 abOv=1.000 is Fe1-d=0.91
 Dvirt orb 19 abOv=1.000 is O2-s=1.92 Fe1-s=-0.67 O2-p=-0.43 Fe1-p=0.14
 Dvirt orb 20 abOv=1.000 is Fe1-s=0.52 Fe1-p=0.37
 Bsing orb 15 abOv=0.316 is O2-p=0.92

軌道 1 ～ 14 は二重占有されています。アルファ軌道 15 とベータ軌道 15 は異なる単一占有軌道です。 4 つの不対アルファ スピンはすべて Fe 上にあり、1 つの不対ベータ スピンは酸素上にあります。分析された軌道のデフォルト範囲内には、一致しないアルファおよびベータ仮想はありません。

フラグメントレベルの分解。 フラグメント情報が存在する場合、出力ではフラグメント全体の人口も報告されます。のために Pop=Orbital ジョブでは、フラグメントごとの各軌道の分解が報告されます。

フラグメント分布を含むデフォルト出力:
 Mulliken charges with hydrogens summed into heavy atoms:
              1
     1  Pd  -0.265855
     2  P    0.346314
     3  P    0.346314
     4  Cl  -0.168156
     5  Cl  -0.168156
     6  C    0.060982
     7  C    0.060982
     8  C   -0.106213
     9  C   -0.106213
 Sum of Mulliken charges with hydrogens summed into heavy atoms =   0.00000
          Condensed to fragments (all electrons):
     1      -0.265855
     2      -0.168156
     3      -0.168156
     4       0.060982
     5       0.060982
     6       0.480203
 
 Pop=Orbital 出力:
 Alpha occ 60 OE=-0.247 is Cl4-p=0.22 Cl5-p=0.22 P3-p=0.12 P2-p=0.12
                           Fr6=0.36 Fr2=0.22 Fr3=0.22

NBO 3 入力のサンプル。 次の入力ファイルは、 結合次数分析 NBO 3 を使用:

# B3LYP/6-31G(d,p) Pop=NBORead 

実例 of NBO bond orders

 0  1
C     0.000000    0.665676    0.000000
H     0.919278    1.237739    0.000000
H    -0.919239    1.237787    0.000000
C     0.000000   -0.665676    0.000000
H    -0.919278   -1.237739    0.000000
H     0.919239   -1.237787    0.000000

$nbo bndidx $end