説明

次のキーワードは、Petersson らが提案した高精度エネルギー計算のための完全基底関数（CBS）法を指定します [ Nyden81 M. R. Nyden and G. A. Petersson, “Complete basis set correlation energies. I. The asymptotic convergence of pair natural orbital expansions,” J. Chem. Phys., 75 (1981) 1843-62. DOI: 1.442208 , Petersson88 G. A. Petersson, A. Bennett, T. G. Tensfeldt, M. A. Al-Laham, W. A. Shirley, and J. Mantzaris, “A complete basis set model chemistry. I. The total energies of closed-shell atoms and hydrides of the first-row atoms,” J. Chem. Phys., 89 (1988) 2193-218. DOI: 1.455064 , Petersson91 G. A. Petersson and M. A. Al-Laham, “A complete basis set model chemistry. II. Open-shell systems and the total energies of the first-row atoms,” J. Chem. Phys., 94 (1991) 6081-90. DOI: 1.460447 , Petersson91a G. A. Petersson, T. G. Tensfeldt, and J. A. Montgomery Jr., “A complete basis set model chemistry. III. The complete basis set-quadratic configuration interaction family of methods,” J. Chem. Phys., 94 (1991) 6091-101. DOI: 1.460448 , Montgomery94 J. A. Montgomery Jr., J. W. Ochterski, and G. A. Petersson, “A complete basis set model chemistry. IV. An improved atomic pair natural orbital method,” J. Chem. Phys., 101 (1994) 5900-09. DOI: 1.467306 , Ochterski96 J. W. Ochterski, G. A. Petersson, and J. A. Montgomery Jr., “A complete basis set model chemistry. V. Extensions to six or more heavy atoms,” J. Chem. Phys., 104 (1996) 2598-619. DOI: 1.470985 , Montgomery99 J. A. Montgomery Jr., M. J. Frisch, J. W. Ochterski, and G. A. Petersson, “A complete basis set model chemistry. VI. Use of density functional geometries and frequencies,” J. Chem. Phys., 110 (1999) 2822-27. DOI: 1.477924 , Montgomery00 J. A. Montgomery Jr., M. J. Frisch, J. W. Ochterski, and G. A. Petersson, “A complete basis set model chemistry. VII. Use of the minimum population localization method,” J. Chem. Phys., 112 (2000) 6532-42. DOI: 1.481224 ]:

  • CBS-4M
  • CBS-QB3
  • CBS-APNO

これらは CBS-4 の修正バージョン [ Ochterski96 J. W. Ochterski, G. A. Petersson, and J. A. Montgomery Jr., “A complete basis set model chemistry. V. Extensions to six or more heavy atoms,” J. Chem. Phys., 104 (1996) 2598-619. DOI: 1.470985 , Montgomery00 J. A. Montgomery Jr., M. J. Frisch, J. W. Ochterski, and G. A. Petersson, “A complete basis set model chemistry. VII. Use of the minimum population localization method,” J. Chem. Phys., 112 (2000) 6532-42. DOI: 1.481224 ]、CBS-Q//B3 [ Montgomery99 J. A. Montgomery Jr., M. J. Frisch, J. W. Ochterski, and G. A. Petersson, “A complete basis set model chemistry. VI. Use of density functional geometries and frequencies,” J. Chem. Phys., 110 (1999) 2822-27. DOI: 1.477924 , Montgomery00 J. A. Montgomery Jr., M. J. Frisch, J. W. Ochterski, and G. A. Petersson, “A complete basis set model chemistry. VII. Use of the minimum population localization method,” J. Chem. Phys., 112 (2000) 6532-42. DOI: 1.481224 ] と CBC-APNO 法 [ Ochterski96 J. W. Ochterski, G. A. Petersson, and J. A. Montgomery Jr., “A complete basis set model chemistry. V. Extensions to six or more heavy atoms,” J. Chem. Phys., 104 (1996) 2598-619. DOI: 1.470985 ] メソッドをそれぞれ使用します。これらのキーワードでは基底関数系は指定しません。RO プレフィックスを CBS-QB3 に付けることで ROCBS-QB3 メソッドを要求できます [ Wood06 G. P. F. Wood, L. Radom, G. A. Petersson, E. C. Barnes, M. J. Frisch, and J. A. Montgomery Jr. , “A restricted-open-shell complete-basis-set model chemistry,” J. Chem. Phys., 125 (2006) 094106: 1-16. DOI: 1.2335438 ].

これらの方法は、指定されたシステム上で事前に定義されたいくつかの計算を含む複雑なエネルギー計算です。これらのキーワードのいずれかが指定されると、これらの個別のステップがすべて自動的に実行され、最終的に計算されたエネルギー値が出力に表示されます。

いずれかの Opt=Maxcyc=n, QCISD=Maxcyc=n または CCSD=Maxcyc=n キーワードをこれらのキーワードのいずれかと組み合わせて使用​​すると、最適化、QCISD、または CCSD サイクルの最大数をそれぞれ指定できます。

オプション

SP

指定された化合物モデル化学を使用して、単一点エネルギー評価のみを実行します。ゼロ点エネルギーや熱エネルギーは含まれません。

NoOpt

入力構造で指定されたモデル化学の周波数と単一点エネルギーの計算を実行します。 Freq=TProjected が自動的に指定されます。このオプションは、周波数と単一点ステップに異なる構造を使用する G1 などのメソッドでは意味がないか、受け入れられません。 StartFreq は NoOpt と同義です。

ReadIsotopes

このオプションを使用すると、デフォルトの温度、圧力、周波数スケール係数および/または同位体 (それぞれ、298.15 K、1 気圧、スケーリングなし、および最も豊富な同位体) の代替を指定できます。これは、チェックポイント ファイル内のデータとは異なるパラメーターを使用して分析を再実行する場合に便利です。

ただし、これらの値は ReadIsotopes を使わなくても、ルートセクション（Temperature、Pressure、Scale）と分子仕様（Iso パラメーター）で指定できます。次の例を参照してください。

#T Method/6-31G(d) JobType Temperature=300.0 …

…

0 1
C(Iso=13)
…

ReadIsotopes 入力の形式は次のとおりです。

temp pressure [scale] 値は実数である必要があります。
isotope mass for atom 1  
isotope mass for atom 2  
…   
isotope mass for atom n  

ここで、temp、pressure、scale は、熱化学分析に使用する場合の周波数データの温度、圧力、およびオプションのスケール係数です（デフォルトはスケーリングなし）。残りの行には、分子内のさまざまな原子の同位体質量が含まれており、分子仕様セクションに表示されたのと同じ順序で配置されています。整数を使用して原子質量を指定した場合、プログラムは対応する実際の正確な同位体質量を自動的に使用します（たとえば、18 は同位体 18O を指定し、Gaussian では値 17.99916 が使用されます）。

Restart

以前のチェックポイント ファイルから CBSの計算を再開します。新しいジョブは、前回の (未完了の) 実行の最後に成功した計算の続きから開始されます。

適用範囲

エネルギーのみ。

CBS-4M と CBS-QB3 は、第１周期と第２周期に属する原子に使用できます。 CBS-APNO は、第１周期に属する原子にのみ使用できます。

RO は、CBS-4M および CBS-QB3 と組み合わせて使用できます。

オリジナルの CBS-4 モデル化学は、新しい局在化手順と改良された経験的パラメーターによって更新されています [ Montgomery00 J. A. Montgomery Jr., M. J. Frisch, J. W. Ochterski, and G. A. Petersson, “A complete basis set model chemistry. VII. Use of the minimum population localization method,” J. Chem. Phys., 112 (2000) 6532-42. DOI: 1.481224 ]。新しい研究では、新バージョンの CBS-4M（M は minimum population localization method を指す）の使用を推奨します。

実例

CBS メソッド計算の各ステップからの出力は、出力ファイルに含まれます。ファイルの最後のセクションには、実行全体の結果の概要が含まれています。

CBS 概要出力。 CH2（トリプレット状態）での CBS-QB3 計算の出力は次のとおりです。

 Complete Basis Set (CBS) Extrapolation:
 M. R. Nyden と G. A. Petersson, JCP 75, 1843 (1981)
 G. A. Petersson と M. A. Al-Laham, JCP 94, 6081 (1991)
 G. A. Petersson, T. Tensfeldt, と J. A. Montgomery, JCP 94, 6091 (1991)
 J. A. Montgomery, J. W. Ochterski, と G. A. Petersson, JCP 101, 5900 (1994)

 Temperature=          298.150000 Pressure=                   1.000000
 E(ZPE)=                 0.016991 E(Thermal)=                 0.019855
 E(SCF)=               -38.936447 DE(MP2)=                   -0.114761
 DE(CBS)=               -0.011936 DE(MP34)=                  -0.018720
 DE(CCSD)=              -0.002759 DE(Int)=                    0.004204
 DE(Empirical)=         -0.006404
 CBS-QB3 (0 K)=        -39.069832 CBS-QB3 Energy=           -39.066969
 CBS-QB3 Enthalpy=     -39.066025 CBS-QB3 Free Energy=      -39.088192

最初に温度と圧力が示され、その後に CBS-QB3 エネルギーの各成分項が続きます。最後から 2 行目には、0 K および指定温度（デフォルトでは 298.15 K）における CBS-QB3 エネルギー値が示されます。最後の行には、CBS-QB3 のエンタルピー（指定温度での熱補正を含む）と、CBS-QB3 法で計算したギブズ自由エネルギー（周波数計算に基づく 自由エネルギー補正を含む）が示されます。すべてのエネルギーの単位は Hartrees です。

別の温度で計算を再実行します。 次の 2 ステップのジョブは、異なる温度で 2 番目の (非常に高速な) CBS 計算を実行する方法を示しています。このジョブは、CBS-QB3 エネルギーを 298.15 K で計算し、さらに 300 K で計算します。

したがって、エネルギー ラベルは次の意味を持ちます (CBS-QB3 が例として使用されます)。

CBS-QB3 (0 K) 零点補正を含む電子エネルギー: E0 = Eelec + ZPE
CBS-QB3 Energy 熱補正後エネルギー: E = E0 + Etrans + Erot + Evib
CBS-QB3 Enthalpy CBS-QB3 予測エネルギーから計算したエンタルピー: H = E + RT
CBS-QB3 Free Energy CBS-QB3 予測エネルギーから計算したギブズ自由エネルギー: G = H - TS 
%Chk=cbs
# CBS-QB3 Test
 
CBS-QB3 on formaldehyde
 
0 1
分子指定
 
--Link1--
%Chk=cbs
%NoSave
# CBS-QB3(Restart,ReadIso) Geom=AllCheck Test
 
300.0 1.0
同位体指定