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tangsw911

铁杆木虫 (正式写手)

[交流] 【分享】ORCA从头算电子结构程序

从头计算、DFT和半经验的从头电子结构SCF-MO程序包,可以处理环境的影响和相对论效应,特别着重于开壳层分子的光谱计算。可以进行几何优化计算,以及预测大量的不同理论级别的光谱参数。除了可以使用Hartree-Fock理论以外,还可以使用密度泛函理论(DFT),半经验方法,以及基于组态相互作用和耦合簇(即将加入)的高级别从头计算量子化学方法。
ORCA的特点:用户友好性,易用性,效率,并行化,其它图形程序的接口,平台无关的可移植性,以及用于开壳层分子光谱参数计算的独特方法。

理论方法:
半经验的AM1,PM3,ZINDO(包括ZINDO/S,ZINDO/1,ZINDO/2),NDDO(包括NDDO/1,NDDO/2),MNDO。可以通过输入设定经验参数。
Hartree-Fock(RHF,UHF,ROHF,CASSCF)。
DFT(RDFT,UDFT,RODFT),包括大量的交换、关联泛函(HFS,LSD/LDA,VWN3,VWN5,PWLDA,BP86,BLYP, OLYP,XLYP,PBE,RPBE,REVPBE,PW91,GLYP,PWP,等),以及混合泛函(B1LYP,B3LYP,B3LYP/G, PBE0,X3LYP,O3LYP,B1P,B3P,B3PW)。
RI-DFT。
高阶的从头计算方法(MP,CI,CEPA),着重于MR-CI型的多参考方法用于基态和激发态的计算。
耦合对程序(CISD,CEPA,QCISD,CCSD)。
自旋-轨道CI程序。
基于限制活性空间和完全活性空间的多参考方法:MR-CI(+Q),MR-ACPF,MR-ACPF/2,MR-ACPF/2a,MR-AQCC,MR- CEPA0,MR-MP2,MR-MP3(不推荐),MR-MP4,以及面向光谱的组态相互作用方法和耦合对方法(SORCI和SORCP)。SORCI 和SORCP是ORCA独有的多参考方法,比MRCI计算量小,比MRPT更稳定,可用于400~700个基函数的较大分子(依赖于硬件)。
常规MP2,直接MP2,和RI-MP2。
几何优化和过渡态。对于所有的SCF方法,可以用冗余内坐标计算解析梯度进行几何优化。
振动频率计算。
用TDDFT、CIS、ZINDO进行单重、三重态激发能的计算,此外还支持开壳层体系(UHF/UDFT)。对于TDDFT,还可以用梯度渐进校正方法计算高激发态。
势能曲面扫描。如果TDDFTIS与此方法结合使用,可以得到激发态的势能面。
标量相对论用零阶正则近似(ZORA),无限阶正则近似(IORA),或1~5阶的Douglas-Kroll-Hess(DKH)方法处理。
用COSMO方法计算溶剂效应。
读入自定义的点电荷,可以接到其它的QM/MM程序。
基组:
内置大量Gaussian型基组。包括:Pople型基组,Dunning的相关一致基组,Turbomole的基组,用于特殊计算(极化率、EPR、NMR、过渡金属)的基组,库仑拟合辅助基组,关联计算辅助基组。
ORCA还可以使用STO基组(尚未包含在此发布版中)。
布居、特性分析等:
Mulliken,Löwdin和Mayer分析。
MO布居分解以及片段分析
通过Pipek-Mezey算法实现轨道局域化。
非限制自然轨道,以及非限制的相应轨道。
到NBO中的GENNBO程序的接口。
热动力学特性。
振动模式分析。
电子特性:极化率。
到图形界面程序Molekel和gOpenMole的接口,绘制分子曲面,轨道,和电子密度。
光谱参数计算:
用TDDFT和MR-CI计算吸收谱和CD谱。
用Hartree-Fock,DFT和MR-CI计算EPR-参数:零场分裂,g-张量,超精细耦合,四极张量。计算中可以使用ZORA级别的标量相对论校正。
Mössbauer参数:异构体位移和四极分裂。
用对称性破缺DFT(以及通道分析)或差分专用CI(DDCI)计算交换耦合常数。
NMR参数:从HF或DFT计算化学位移(但GIAO还不能用)
通过数值频率计算,在HF或DFT级别预测IR/喇曼光谱和同位素位移。
通过TDDFT或MR-CI计算模拟吸收带形状和共振喇曼激发剖面图。
即将加入的功能:
GIAO用于度规不变式EPR和NMR计算。
限制优化和过渡态搜索。
目前还不能做的:
使用对称性。
解析频率。
有效芯势ECP。
用相关能方法计算梯度。
对使用NFS的集群不支持并行。
ORCA 2.6的新功能:
1. 重新并行化。
2. 高级单参考的关联方法(目前仅用于闭壳层的基态,自旋非限制版即将加入):CCSD和CCSD(T),QCISD和QCISD(T),CPF和CEPA。
3. Head-Gordon的CIS(D)方法用于激发态计算。通过使用转换的RI,效率比基于AO的CIS大大提高。此代码成功用于1000个基函数的体系。
4. 重写了几何优化程序。新的程序更稳定,通常几轮循环即可收敛。还可以进行平缓势能面扫描。
5. 改善了正则MP2计算的执行,特别是对大体系。
6. 对各种DFT泛函以及新的双混合泛函B2PLYP和mPW2PLYP进行Stefan Grimme的离散校正。
7. TD-DFT和CP-SCF模块可以使用RI积分。
8. 改善了CCSD和CEPA最耗时的步骤,并优化了三激发的代码。
9. Douglas-Kroll-Hess标量相对论可用于一般收缩基组。
10.计算DKH图景变化对SOMF算符的影响,但是没有发现显著影响。
11.cc-pVnZ-DKH和cc-pCVnZ基组。
12.零场分裂的新理论用于所有SCF方法,包括HF,混合DFT,以及 (meta)GGA DFT。


官方网站下载


http://www.thch.uni-bonn.de/tc/orca/


纳米盘windows版:


http://www.namipan.com/d/orca_wi ... cc011d2daf401487d01
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hanhaixf-77

铁杆木虫 (著名写手)

可以尝试一下新的软件,多谢分享!!!
2楼2008-08-13 07:46:48
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