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1.7 共享输入、约定与证据

1.7.1 约定与学习证据

为 quantumchemistry.net 编写的原创双语课程稿，编写日期 2026 年 10 月 5 日。

1.7.1.1 范围与证据

本课程讲授如何用合法授权的 Gaussian 16 构建、诊断并报告分子计算，内容从输入语法与电子计数扩展到结构、反应路径、光谱、电子结构解释、模型局限和可重现计算。每个案例提供原创输入或精确定义的后续计算、操作流程、输出解读、核查与局限、练习和原创双语配图设计。小分子便于控制成本并理解物理含义。本课程是原创教学方案，不是手册测试作业的复制集合。

编写过程中没有实际执行 Gaussian。除从学习者已验证检查点读取的结构外，所给坐标均为起始模型；本文不把能量、频率、势垒、光谱或耗时声称为已测得结果。定性预期是待验证假设，示范算术均有明确标签。配图为原创示意设计，定量图和分子表面必须使用真实归档输出。数值收敛只验证数值近似，不自动验证整个物理模型。

正确建立计算：01 licensed input；02 atomic charge and spin；03 molecular single point；04 checkpoint provenance. 数值控制与分子结构：05 basis convergence；06 general basis/ECP；07 SCF diagnostics；08 geometry optimization. 构象 热化学与溶剂：09 relaxed torsion scans；10 minimum validation；11 thermochemistry；12 SMD and standard states. 反应能 过渡态与路径：13 balanced reactions；14 transition-state optimization；15 IRC；16 activation free energy. 从核运动到电子激发的谱学：17 IR/Raman；18 isotope effects；19 NMR；20 UV–visible TDDFT. 激发态结构 电子解释与相互作用：21 state tracking；22 populations/orbitals/densities；23 BSSE；24 open-shell stability. 电子结构模型的可靠性：25 HF versus DFT；26 MP2/CCSD(T)；27 H2 dissociation；28 ONIOM. 可重现性 恢复与完整研究：29 restart logic；30 HPC；31 auditable extraction；32 formaldehyde capstone.

1.7.1.2 共同约定

  • 保留输入空行；普通输入分隔 route、标题和分子段，并以空行结束坐标。Geom=AllCheck 后不重复标题、电荷多重度和坐标；同位素、约束扫描及通用基组等附加段按各自规定排列。
  • EN: Unless explicitly changed, Cartesian geometry lengths are Å, electronic energies are hartree, vibrational wavenumbers are cm−1, excitation energies are eV, wavelengths are nm, shielding/chemical shifts are ppm, and cube quantities use atomic units. Check each output heading rather than assuming every line shares a unit. Use 1 Eh≈2625.50 kJ mol−1≈627.5095 kcal mol−1 and λ(nm)≈1239.84/E(eV) when converting. 中： 未另行说明时，输入长度为 Å，电子能量为 hartree，振动波数为 cm−1，激发能为 eV，波长为 nm，屏蔽及位移为 ppm，cube 使用原子单位。转换前核对每个输出标题。
  • EN: Use separate files and checkpoints for distinct methods, geometries, states, or branches. %oldchk plus a new %chk records a fork; it does not independently verify that the source is the desired state. Never allow concurrent writers to one checkpoint. 中： 不同方法、结构、态与分支使用独立文件；检查点分支并不能代替来源验证，禁止并发写同一检查点。
  • EN: Neutral closed-shell small molecules are inexpensive teaching systems, not a guarantee that the same settings work for radicals, anions, transition-metal complexes, condensed phases, or charge-transfer excitations. B3LYP/6-31G(d) examples teach workflow; they are not universal production settings. 中： 小型中性闭壳层示例不能保证同样设置适合自由基、阴离子、金属配合物、凝聚态或电荷转移激发。教学低成本模型并非通用生产参数。
  • EN: Keep electronic energy, zero-point correction, thermal corrections, solvent terms, and standard-state conventions as separate ledger entries until the intended observable is defined. Do not add zero-point energy twice or add SMD non-electrostatic terms a second time when already included in the reported energy. 中： 在定义目标量之前，分开记录电子能、零点能、热修正、溶剂项与标准态，不重复添加零点能或已经包含的 SMD 非静电项。
  • EN: Normal termination, SCF convergence, orbital stability, geometry convergence, Hessian classification, basis/grid convergence, and agreement with experiment are different checks. A strong report names which checks passed and which remain open. 中： 正常终止、SCF 收敛、轨道稳定性、结构收敛、Hessian 分类、基组网格收敛及实验比较是不同检查，应分别报告。

1.7.1.3 学习评价

每案例提交输入资料、模型说明、可追溯结果记录、基于真实输出或明确标注示意的图，以及一项可能改变结论的局限。若某项检查失败，有证据地报告“尚未确立”也是合格科学结果。结课研究应使另一位授权用户无需访问作者私人临时目录就能重现。