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Gaussian16の概要

Gaussian16は電子構造プログラムGaussianシリーズの最新版で、化学者や化学技術者、生化学者、 物理学者といった世界中の様々な科学者に使用されています。 Gaussianでは、最新のモデリング性能を備えた多機能ソフトウェアを提供しており、 複雑なものからほんの小さなハードウェアまで、 実際の化学的問題を検証することができます。

Gaussian16の特徴

  • Gaussian 16は、正確で信頼性の高い完全なモデルを生成します。
  • さまざまな方法により、Gaussianは広範な化学条件、化合物に適用できます。
  • Gaussian 16は、シングルCPU、マルチプロセッサ、マルチコア、クラスター/ネットワーク、 GPUコンピューティング環境で最先端の性能を発揮します。
  • 計算の設定は簡単で明快で、複雑な技法は完全に自動化されています。 柔軟で使いやすいオプションにより、必要なときに計算の詳細を完全に制御できます。
  • 計算結果はGaussView 6により自然で直観的なグラフ形式で表示されます。

[基本的な機能]

量子力学の基本的な法則から出発して、Gaussian 16は、様々な化学環境における化合物や反応のエネルギー、 分子構造、振動周波数、分子特性を予測します。 Gaussian 16のモデルは、性質（例えば、毒性、可燃性、放射能）または固有の瞬間的性質（短寿命中間体および遷移構造など）から、 実験的に観察することが困難または不可能な安定種および化合物の両方に適用することが可能です。

Gaussian 16では、興味のある化学的な問題を徹底的に調べることができます。 たとえば、分子構造を迅速かつ確実に最小にするだけでなく、 遷移状態の構造を予測し、予測された静止点が実際に極小点または遷移構造であることを検証することもできます。 固有反応座標（IRC）に従って反応経路を計算し、与えられた遷移構造によってどの反応物および生成物が結合しているかを決定することが可能です。 ポテンシャルエネルギー表面（potential energy surface)を完全に把握したら、反応エネルギーと障壁を正確に予測できます。 また、さまざまな化学的性質を予測することもできます。

Gaussian 16は、化合物や化学プロセスをモデル化するための幅広い方法を提供します。

  • 分子力学：Amber、UFF、Dreiding
  • 半経験的軌道法：AM1、PM6、PM7、DFTBなど
  • Hartree-Fock（ハートリーフォック）
  • 密度汎関数（DFT）法EGF：関数の多くをサポート。 長期的および経験的な分散補正は、定義されているところで利用可。
  • RASサポートと円錐交差最適化を含む完全活性空間多配置（CASSCF）
  • メラープリセット摂動論：MP2、MP3、MP4（SDQ）、MP4（SDTQ）、MP5
  • 結合クラスター(coupled cluster)：CCD 、CCSD、CCSD（T）
  • Brueckner Doubles法：BD、BD（T）
  • Outer Valenceグリーン関数（OVGF）：イオン化ポテンシャルと電子親和力
  • 高精度エネルギーモデル：G1-G4、CBSシリーズ、W1シリーズ
  • 励起状態法：TD-DFT、EOM-CCSDおよびSAC-CI

GaussViewの視覚化機能を使用して、Gaussianの結果を調べることができます。

  • 分子注釈および/または特性特有の着色：例えば、原子電荷、結合順序、NMR化学シフト
  • プロット、NMR、振動および振動スペクトル
  • 表面または輪郭：例えば、分子軌道、電子密度、スピン密度。 静電ポテンシャルのような特性は、着色された密度表面として視覚化可能。
  • アニメーション：通常モード、IRCパス、ジオメトリ最適化

Gaussian16における分子プロパティ

  • 反強磁性結合
  • 原子電荷
  • 溶媒和のΔGエネルギー
  • 双極子モーメント
  • 電子親和力
  • 電子密度
  • 電子の円偏光二色性（ECD）
  • 静電ポテンシャル
  • 電荷由来の静電ポテンシャル
  • 電子遷移帯構造
  • 高精度のエネルギー
  • 超微細カップリング定数（異方性）
  • 超微細スペクトルテンソル
    （gテンソルを含む）
  • イオン化ポテンシャル
  • IRおよびラマンスペクトル
  • 前期共鳴ラマンスペクトル
  • 共鳴ラマンスペクトル
  • 分子軌道
  • 多重極モーメント
  • NMRシールドおよびケミカルシフト
  • NMRスピン - スピン結合定数
  • 光学回転（ORD）
  • 偏光/過偏極
  • ラマン光学活性（ROA）
  • 熱化学分析
  • UV /可視化スペクトル
  • 振動回転カップリング
  • 振動円二色性（VCD）
  • 振電（吸収および放射）スペクトル

水素化物中の結合エンタルピーと静電ポテンシャル

このグラフは、第2および第3列の水素化合物（実験：[CRC00]）の結合強度をプロットしており、通常、 希ガスの直前の元素で最も強い結合が生じます。 画像は、等密度表面上にマッピングされた各化合物の静電ポテンシャルを示します。 H 2表面はこの結合の共有結合性を示し、他の水素化物化合物の結合はイオンです。負の静電ポテンシャル（赤色）は、 各行の始めに水素原子に局在し、原子番号が増加すると置換基に移動します。したがって、水素結合強度は、電気陰性度の変化によって、 ある期間（行）にわたって増加し、グループ（列）を進むにつれて減少します。

星間空間におけるC60

2004年にアイリス星雲（NGC 7023）のIR観測でC60が検出されました[ Werner 04、Sellgren 10 ]。 グラフは、APFD / 6-311 + G（2d、p）モデル化学によって予測されたスペクトルに重ね合わされたデータ（実線棒） から特定されたピーク位置を示しています。最も強いピーク（紫色）は、実験室IRスペクトルと0.03-0.06μmの差があります。

有機リン酸農薬の熱化学

有機リン化合物は、（多くの他の用途の中で）農薬として一般に使用されています。 これらの化合物は、その固有の毒性と燃焼中に生成される有害な生成物の両方により、ヒトの健康に悪影響を及ぼします。 これらの化合物の分解は、実験的に研究することが困難で、熱化学データは十分ではありません。 しかし、高精度の熱化学予測はこのギャップを埋めることができ、関連する化合物および燃焼生成物の熱安定性を研究することを可能にします。

例えば、このグラフは、農薬グリホサートとより良性の難燃性化合物ジメチルメチルホスホネート（DMMP） の2つの化合物の温度の関数としての熱容量をプロットしています。