2.1 把基组作为控制实验
这些输入和起始模型为未执行的教学示例。原创配图为示意图,不是计算结果。使用前请验证版本相关语法、授权数据、数值收敛及科学模型。
2.1.1 模型、单位与来源记录
结构长度使用 Å,电子能使用 hartree,振动波数使用 cm⁻¹。核对各输出字段,区分热修正与标准态项。
2.1.2 未执行输入与明确修改片段
按照下方说明确认每个片段的母计算与替换位置;片段不自动构成独立输入。保留空行与文件来源要求。
2.1.2.1 输入块 1
%chk=g05_water_dz.chk
%mem=2GB
%nprocshared=2
#p HF/cc-pVDZ SP SCF=Tight
Water basis family fixed geometry
0 1
O 0.000000 0.000000 0.000000
H 0.758000 0.000000 0.586000
H -0.758000 0.000000 0.586000
2.1.3 实作研究
2.1.3.1 直觉与前提
基组是波函数表达电子分布的词汇表,增加词汇可能改变能量和响应性质。合理收敛测试固定几何和方法,按同一家族逐步改变基组。资源允许时,水分子的 HF/cc-pVDZ、cc-pVTZ、cc-pVQZ 可构成课堂实验。它们不仅是大小标签,而是有组织的基组层级;加入弥散函数还反映额外的物理需求,而不只是增加规模。前提是掌握案例 03 的固定几何与结果提取。
参见上方输入块 1。
2.1.3.2 操作步骤
运行 DZ,再建立仅更换基组及标识的 TZ 和 QZ 输入。 记录基函数数目、能量、偶极矩、耗时和可获得的峰值内存。 计算相邻层级的能差和偶极差,先保留原始精度再相减。 另建弥散 DZ 分支,不把它未经说明地当成普通 TZ 的替代点。 依据下一项科学任务确定性质与容差,避免只凭绝对总能量决定是否足够。
2.1.3.3 解读 核查与局限
当变分空间严格包含旧空间时,HF 变分能量不应升高,但任意命名基组未必严格嵌套,不能把经验上的系统改进当成所有组合的严格单调定理。基组收敛不会修复缺失的电子相关;某方法中已收敛的偶极矩仍可能有方法误差。弥散函数可能引起近线性相关,因此要查看警告、有效基组规模与敏感性。
练习。 为教学偶极比较与 1 kJ mol−1 级反应能研究分别提出容差,并解释为何后者必须检查所有物种及反应配平。