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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 量子化学 » Gaussian » 高斯做紫外吸光谱和荧光光谱的方法（不一定准确哈）
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小范范1989

木虫 (著名写手)

[资源] 高斯做紫外吸光谱和荧光光谱的方法（不一定准确哈）已有6人参与

紫外吸收光谱和荧光光谱的做法（-我是这样的，不一定准确，嘿嘿。）
一：紫外吸收光谱：
1：首先，需要用高斯来优化基态的分子，就是普通的opt，我感觉高斯的用户都应该会，这事最简单的一个，假如说优化之后得到的文件为1.log（或者1.out）。
2：我们把1.log再次拖到高斯view中，再次保存成高斯输入文件 2.gif。这时候，我们需要利用2.gjf来算的是基于基态结构做的td文件，所以表头应该这样写：#p b3lyp/6-31g* td（nstates=20）当然这不一定准确，需要我们按照我们自己的要求进行修改，比如说我们的计算有溶剂，有温度，有压强，再比如有赝势等等，这个需要自己再修改计算的表头。假如说计算完之后，输出的文件为2.log。那么在2.log里面我们会发现如下的输出：
Excitation energies and oscillator strengths:
Excited State   1:      Triplet-A      2.8450 eV  435.79 nm  f=0.0000  <S**2>=2.000
     209 -> 214       -0.13220
This state for optimization and/or second-order correction.
Total Energy, E(TD-HF/TD-KS) =  -2576.44057633   
Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.

Excited State   2:      Triplet-A      2.8546 eV  434.33 nm  f=0.0000  <S**2>=2.000
     206 -> 214        0.10372
Excited State   3:      Singlet-A      2.9106 eV  425.98 nm  f=0.0269  <S**2>=0.000
     212 -> 214        0.47207
     213 -> 214        0.52044
Excited State   4:      Singlet-A      2.9298 eV  423.19 nm  f=0.0350  <S**2>=0.000
     212 -> 214        0.51804
     213 -> 214       -0.47391
Excited State   5:      Triplet-A      3.0767 eV  402.98 nm  f=0.0000  <S**2>=2.000
     206 -> 215        0.22081
     206 -> 216       -0.26880
     206 -> 217        0.20657
Excited State   6:      Triplet-A      3.0886 eV  401.42 nm  f=0.0000  <S**2>=2.000
等等，一般在文件的4/5之处就能找到。 我计算的是td 50-50 所以说会有triplet的出现，这个没事的。
3：有了2.log文件，我们可以把文件放到高斯view中，通过results—uv-vis看到紫外吸收光谱

4：如果更近一步的话，可以在做出了紫外吸收光谱图之上，把鼠标放到我们高斯view看的图像上的横坐标上，右键—save data 保存数据，通过origin做出图像。 （我一般采取这样的方式）
Ps：顺带说明一下，如果你采用的是第四部，那么保存出来的数据不是很多，可能需要我们把数据进行补充，需要用到一个展宽程序，程序很简单，一看就懂，就是修改一下里面的初始波长，以及展宽等等。附件就是f90程序。





二：荧光光谱
1：荧光光谱需要的高斯计算文件就是优化激发态的文件。其实如果对这个发光过程不太明白的话，可以先试试高斯手册上自带的荧光计算的粒子，但是，那个粒子里面考虑了溶剂的平衡效应和非平衡效应，如果我们要仔细研究的话，确实应该是按照荧光手册上的那七部来。
但是我这计算没有考虑那么多。再就是荧光大部分都是从S1发出的，当然不排除高激发态的荧光，我这也是只说从s1发出的荧光。需要的高斯文件就是优化s1的文件，#p b3lyp/6-31g* opt td   或者是opt td（singlet，root=1，nstates=20）等等，也是根据具体的情况我们在调剂，我感觉，优化激发态很容易出错，经常出现 you need sovle more …..等等，以及scf还有几何结构优化的不收敛等等，调节的方式，别人已经有总结了，我上研二上学期的时候，优化四个算是比较大的分子，一直出现这个错误，我啥事也没干，半年的时间就解决这个问题了，试了好多方式，最终解决了。  再就是，我还感觉一个问题就是，这个表头写的越简单，越不容易出错，就先只写 opt td。  假如说优化激发态的文件为1.gjf，计算输出的文件为1.log

2：通过1.log我们会看到如下的输出。 我的默认是3个，也就是没写nstates，如果想计算更多，可以写上nsates=n。对了，写到这里，我还突然想起来了，就是这个默认的三个，和增加nstates的时候，计算的输出竟然不一样，我当时也是很不理解，我在找个帖子问过。
http://ccc.keinsci.com/forum.php ... 1014&extra=
很感激sob大神的回复指点，现在好多人都去了他的论坛交流，而且，卢老师人很好，去上过他的课，一个优点腼腆的大牛，很热心，对你的问题一定会有解决的办法。
Excited State   1:      Singlet-A      2.7329 eV  453.68 nm  f=0.0401  <S**2>=0.000
     209 -> 214       -0.13558
     213 -> 214        0.68419
This state for optimization and/or second-order correction.
Total Energy, E(TD-HF/TD-KS) =  -2573.61424900   
Copying the excited state density for this state as the 1-particle RhoCI density.

Excited State   2:      Singlet-A      3.1823 eV  389.60 nm  f=0.0872  <S**2>=0.000
     206 -> 214        0.19196
     207 -> 214        0.13463
Excited State   3:      Singlet-A      3.5119 eV  353.04 nm  f=0.0210  <S**2>=0.000
     208 -> 214        0.24089

3：通过以上的计算文件，我们可以看到第一个excited就是我们要的荧光的波长。当然，你也可以把1.log，通过高斯view保存成2.gjf，然后在算个td得到 2.log，里面对应的第一个的波长是一样的。

4：如果想得到荧光光谱怎么办？ 我当时看帖子，在sob的回复中看到了这样的回复，我就保存下来了。如下图。

3：我在重复一下sob老师的意思，我感觉就是把s1的振子强度保留，其余的都改为0.然后通过高斯view打开log文件，通过result—uv-vis看光谱，（和前面的吸收光谱一样）。当然也可以保存数据，通过展宽程序在进行处理，和前面说的一样。这就不赘述了。

上面就是做uv-vis和荧光光谱的方法。

如果说，保存了数据，通origin作图，会遇到把吸收和发射的光谱放到一个图像里面的问题，很多文章人家都这样做，我当时是这样处理的。这多亏了我张师姐和宋师姐，两位师姐告诉了我。其实自己也能鼓捣出来，但是有师姐问问，快。哈哈哈
在这里我就不写了，我当时学会了之后单独自己总结了一个word，吸收图像和发射图像的画法word，在附件中有，我们可以一起讨论一下。

顺带推荐几个我感觉比较好的帖子，
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=7985639   yjcmwgk大神写的一个程序，能分析td文件，很方便。
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1742565&fpage=1  还是yjcmwgk大神的文章
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1514220&fpage=1  还是大神的文章。


我水平比较低，通过在小木虫和计算化学公社得到了很多人的指点，上面是我这几天做光谱是自己总结的一些东西，可能没太有什么用，我也就是下午闲着没事写写，咱们共同交流，共同进步。不正确的地方，还请指点，谢谢。
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1楼2015-06-19 18:01:03
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易水刀客

铁杆木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
写得挺好的，不管对不对，有这份心很好
我不懂计算，我回答过你的几个局域激发态的问题
改天跟你请教一下计算方面的东西
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小范范1989
8楼2015-06-20 10:46:43
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小范范1989

木虫 (著名写手)
刚刚没上传f90?我在试试
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  • 附件 1 : zhankai.f90
    • 2015-06-19 18:01:59, 1.79 K
2楼2015-06-19 18:02:22
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beefly

专家顾问 (职业作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
做荧光光谱要注意一个问题。吸收光谱、发射光谱的公式不一样，不是简单的常数换算关系。参见赫兹堡《分子光谱和分子结构》（卷一）的公式I.48和I.53，两者相差激发能的三次方。如果只考虑两个态之间的荧光跃迁，激发能的三次方相当于一个换算因子，不改变发射光谱分布的形状。但是不同激发态的荧光光谱不能直接做比较，即便乘上各自激发能的三次方也不行，因为它们还依赖于激发态的分布几率。
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小范范1989
4楼2015-06-20 00:01:48
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小范范1989

木虫 (著名写手)
送红花一朵
引用回帖:
4楼: Originally posted by beefly at 2015-06-20 00:01:48
做荧光光谱要注意一个问题。吸收光谱、发射光谱的公式不一样，不是简单的常数换算关系。参见赫兹堡《分子光谱和分子结构》（卷一）的公式I.48和I.53，两者相差激发能的三次方。如果只考虑两个态之间的荧光跃迁，激发 ...

谢谢beefly大神的指点。
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5楼2015-06-20 07:19:12
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