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tangsw911铁杆木虫 (正式写手)
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【分享】ORCA从头算电子结构程序
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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TDDFTIS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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