Chemcraft **化學(xué)計算的圖形軟件

時間：2020-12-09作者：北京天演融智軟件有限公司瀏覽：304

Chemcraft包含一組便于**化計算的圖形工具。它提供了方便的實用程序，有助于準(zhǔn)備新的工作來計算和分析計算結(jié)果。其主要功能是對**化學(xué)包生成的輸出文件的可視化。主要支持的軟件包是Gamess（美國版本和PCGamess）和Gaussian94-09。






Chemcraft對于Gamess用戶

Chemcraft給Gamess-US輸出文件提供了非常詳細(xì)的可視化。文件中的下列數(shù)據(jù)可以以圖形方式呈現(xiàn)：

? 原子坐標(biāo)（對應(yīng)于所有或?qū)ΨQ一的原子，如果在文件中呈現(xiàn)對應(yīng)的表）；

? 如果文件中給出了鍵階分析，文件中的結(jié)合物顯示在圖像上（否則通過距離算法計算結(jié)合物）；

? 能量梯度可以以指針的形式顯示；

? 不同的原子屬性可以以標(biāo)簽的形式顯示：Mulliken種群和電荷、自旋密度、價態(tài)；

? 鍵序（以標(biāo)簽的形式顯示在結(jié)合物上）；

? 分子軌道可視為等值面或彩色平面；

? 振動模式可以動畫或以指針的形式（位移矢量）顯示；

? 偶較矩可視為指針；

? MO能量可以以數(shù)字形式顯示。

Chemcraft提供了輸出文件以結(jié)構(gòu)化的形式呈現(xiàn)。被讀取的文件被分成單獨的元素，例如單獨的幾何形狀或振動模式。對于每個元素，從文件中提取所有可用數(shù)據(jù)：原子坐標(biāo)、能量梯度等。所有元素都呈現(xiàn)在分層列表中。單擊列表中的元素自動顯示圖像上的單獨幾何或模式，并允許顯示不同的屬性。該接口提供了計算數(shù)據(jù)的可靠可視化，包括非標(biāo)準(zhǔn)類型的計算、不完整的計算等。它還允許具有多個計算任務(wù)的復(fù)雜文件被可視化。對于能量掃描或IRC計算，通過掃描/IRC步驟將所有幾何結(jié)構(gòu)分成組。除了圖形的數(shù)據(jù)表示之外，Chemcraft概述了輸出文件的較基本部分，并為文件的每個元素顯示了一個簡短的“摘要”。






Chemcraft從Gamess-US輸出文件中提取分子軌道系數(shù)和基組信息，以等密度面的形式呈現(xiàn)分子軌道或由密度值著色的表面（平面、球體）。Chemcraft提供用軌道執(zhí)行操作的一些可能性（例如將一個軌道乘以另一個軌道）。創(chuàng)建軌道的公式取自GAMESS-US分發(fā)的PLTROB程序的源代碼。用密度值計算立方體能被很好地優(yōu)化。注意，如果文件中有多個分子軌道系數(shù)表，Chemcraft可以提取它們中的每一個并允許它們被渲染（例如，在MCSCF計算中，可以顯示規(guī)范或自然軌道）。除了軌道的可視化，Chemcraft還提供了一個簡單實用的工具，用于自動確定原子軌道形成每個分子軌道，這對分析軌道很有用。












Chemcraft支持一個接口，用于快速創(chuàng)建具有非標(biāo)準(zhǔn)基組的GAMES-US輸入文件的部分。從它們的描述中

提取基集，可以在PNNL的網(wǎng)頁上獲得。她們還可以由用戶*gaussians來補充。


Chemcraft對于Gaussian用戶

我們建議在Gaussian輸入文件中輸入#P GFINPUT POP(FULL, NBO)，以通過Chemcraft實現(xiàn)Gaussian輸入文件

的可視化。#P選項支持?jǐn)U展打印輸出；GFINPUT選項允許打印基組信息（基組中的基元的描述），而POP(FULL)

可打印所有分子軌道系數(shù)(POP(REGULAR)也可以使用)。后兩個關(guān)鍵詞允許Chemcraft可視化分子軌道。POP

（NBO）實現(xiàn)了自然鍵軌道分析的打印輸出，其中計算了分子中的鍵。所有這些關(guān)鍵詞都是可取的，但不是必需

的。至于GAMES文件，可以從文件中看到不同的數(shù)據(jù)：原子核上的能量（能量梯度）、原子電荷、自旋密度和

其他原子屬性、NBO鍵屬性（使用量、能量）、正常模式、分子軌道（Cartesian（6d等）或internal（5d）函數(shù)

都可以被可視化），MO能量。從文件中讀取標(biāo)準(zhǔn)或輸入/ Z矩陣方向上的坐標(biāo)并顯示在圖像上（這是為了正確地

可視原子核上的能量所必需的，因為它們通常以不同于其他屬性的排列方向打?。?。對于能量表面掃描和IRC作

業(yè)，所有幾何形狀按掃描步驟分組。對于每一個幾何或振動模式，較基本的數(shù)據(jù)概述并以“摘要”的形式顯示

（SCF能量，收斂標(biāo)準(zhǔn)等）。Chemcraft讀取多步驟Gaussian作業(yè)，然后呈現(xiàn)為幾個擴展節(jié)點的列表，每個節(jié)點

表示文件中的單個作業(yè)。除了Gaussian輸出文件外，Chemcraft還可以讀取Formatted Checkpoint文件（.fch）, 

從文件中提取分子結(jié)構(gòu)和軌道。對于分子軌道和其他性質(zhì)的可視化，Gaussian立方體文件也可以讀取。


Chemcraft從NMR計算（GIAO,CSGT）的Gaussian日志文件中讀取各向同性屏蔽值。提供了一種簡單的工具，用

于將它們重新描述成化學(xué)位移和在*原子組內(nèi)的平均值。


Chemcraft對于ADF用戶

Chemcraft讀取ADF輸出文件、ASCII

TAPE21文件和ASCII TAPE41文件。目前，ADF輸出文件的可視化不如GAMESS或Gaussian文件的可視化那樣全面

：提供了能量的提取、偶較矩的可視化和一些原子性質(zhì)，但沒有分子軌道可視化等。


與其他格式一起工作

除了Gamess-US, Gaussian 和ADF文件，Chemcraft可以讀取NWChem、Jaguar、Oraca、Dalton、GAMESE-UK、

Turbomole、MMOPRO和QChem輸出文件、HyperChem文件、MSI或PDB格式的文件（這些格式未被全面支持）

和MolDraw and Priroda程序格式、NBO格式（.31-.40文件）、Molden文件、MFJ、SDF和Tinker、Crystal文件、

VASP和Shellx文件、晶體學(xué)CIF文件和簡單的文本文件與原子的Cartesian坐標(biāo)。Chemcraft提供了一個通過剪貼板

導(dǎo)入/導(dǎo)出文本格式的原子坐標(biāo)的接口，這有助于使用任何類型的計算數(shù)據(jù)。將原子坐標(biāo)導(dǎo)出到剪貼板中對于快

速創(chuàng)建輸入文件也是有用的。Chemcraft包含一個分?jǐn)?shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的功能，用于晶體學(xué)測量和Cartesian，反之亦然，

用于單元參數(shù)（a,b,c等）。

構(gòu)建分子

Chencraft支持一組用于構(gòu)造分子結(jié)構(gòu)的工具，這些工具可用于準(zhǔn)備計算或其他目的的初始猜測：

從標(biāo)準(zhǔn)分子片段（自由基等）中構(gòu)建分子，提供了通過自定義剪貼板來補充該片段集并通過剪貼板復(fù)制/

粘貼單個片段的可能性；

修改分子中的任何幾何參數(shù)（距離、角度、二面角）。該修飾可以伴隨著一個原子、兩個原子或選定的原子群

的位移；

用鼠標(biāo)在分子圖像上拖曳原子或碎片或旋轉(zhuǎn)碎片的可能性；

應(yīng)用任意幾何參數(shù)集合的迭代算法；

 一種易于使用的實用程序，用于將點群應(yīng)用于分子。


當(dāng)“拖動”原子或執(zhí)行其他結(jié)構(gòu)修改時，任何幾何參數(shù)都可以控制在圖像上（見圖5）。Chemcraft的界面允許

人們輕松地改變?nèi)魏卧拥念愋突虿迦?移除一個鍵。Chemcraft提供了快速獲取Z矩陣的實用工具。Z矩陣是通過

點擊分子中的原子并*一些附加信息來建立的（圖7）。在使用這個工具之前，首先應(yīng)該在Cartesian坐標(biāo)中獲

得分子的結(jié)構(gòu)。所有用于構(gòu)建分子的上述工具都可用于此目的。







Chemcraft可以調(diào)節(jié)分子中的原子坐標(biāo)以應(yīng)用特定的對稱性。這個工具在研究中非常有用，因為對稱分子

比非對稱分子計算得較快。




分子結(jié)構(gòu)合并

Chemcraft支持一組用于構(gòu)造分子結(jié)構(gòu)的工具，這些工具可用于準(zhǔn)備計算或其他目的的初始猜測。




在使用該實用程序之前，應(yīng)該選擇幾個原子以較大程度地彼此靠近。除了這個特性，Chemcraft還可以計算兩個

分子之間的均方根差值。

分子繪制的可能性

Chemcraft生成高質(zhì)量的32位分子圖像。它被設(shè)計成一個用于創(chuàng)建發(fā)布就緒圖像的程序，不需要任何額外的修

改。圖片可以很*地在原子/鍵和附加對象，如標(biāo)簽和線條。Chemcraft包含一個標(biāo)準(zhǔn)顯示方案的集合。每個

方案代表一組定義分子外觀的參數(shù)：照明參數(shù)、單個原子和鍵的顏色和大小等。。Chemcraft允許用戶更改單

個方案的參數(shù)，或者將自己的方案添加到集合中。Chemcraft的圖形引擎不需要任何圖形加速或額外的圖形庫。

被很好的優(yōu)化并提供，并提供高渲染速度，即使在過時的電腦。







創(chuàng)建動畫效果
Chemcraft的Windows版本可以保存多個位圖文件或動畫GIF文件形式的分子動畫圖片。下面的動畫類型提供：分子旋轉(zhuǎn)的動畫、振動頻率和PES掃描的動畫。


系統(tǒng)需求
Chemcraft適用于Windows和Linux系統(tǒng)。


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