Встроенные базисные наборы

Наиболее простыми базисными наборами, доступными в GAMESS (US), являются минимальные и валентно-расщеплённые базисные наборы, которые не содержат дополнительных диффузных или поляризационных функций. Краткая информация о некоторых из них представлена в таблице ниже.

Некоторые простейшие базисные наборы

Полное наименование	GBASIS=	NGAUSS=	Тип	Доступные атомы
STO-2G STO-3G STO-4G STO-5G STO-6G	STO STO STO STO STO	2 3 4 5 6	SZ SZ SZ SZ SZ	H–Xe H–Xe H–Xe H–Xe H–Xe
3-21G 6-21G 4-31G 5-31G 6-31G	N21 N21 N21 N31 N31	3 6 4 5 6	DZ DZ DZ DZ DZ	H–Xe H–Ar H–Ne, P–Cl H–He, C–F H–Kr
6-311G	N311	6	TZ	H–Ne

Важно

К неуказанным в приведённой выше таблице относятся базисные наборы MINI, MIDI, DH, DZ (GBASIS=DZV), TZ (GBASIS=TZV), MC и MINIX. Для данных базисных наборов не требуется указание значения параметра NGAUSS.

Вышеперечисленные базисные наборы могут быть модифицированы. Модифицирование (дополнение) базисов представляет собой дополнение к ним новых P-, D- или F-функций для улучшения описания эффекта поляризации, а также добавление диффузных S- и L-функций для усиления «гибкости» орбиталей. Данные функции не контрактируются, то есть каждая из них добавляется вместе с отдельной группой.

За добавление поляризационных функций отвечают следующие параметры:

NPFUNC – добавляет для H–He поляризационные P-функции (но не более 3).

NDFUNC – добавляет для Li–Cl поляризационные D-функции (но не более 3). Для базисов, задаваемых значениями GBASIS=STO, HW или N21 тяжёлые атомы – это все атомы, начиная с Na; для остальных базисов – начиная с Li.

NFFUNC – добавляет для Li–Cl поляризационную F-функцию (но только одну).

Параметр SPLIT2 задаёт массив из двух значений, которые определяют отношение коэффициентов контрактирования для поляризационных функций, если NPFUNC=2 или NDFUNC=2 (по умолчанию SPLIT2(1)=2.00,0.50).

Параметр SPLIT3 задаёт массив из трёх значений, которые определяют отношение коэффициентов контрактирования для поляризационных функций, если NPFUNC=3 или NDFUNC=3 (по умолчанию SPLIT3(1)=4.00,1.00,0.25).

За добавления диффузных функций отвечают следующие флаги:

DIFFS – добавляет для H–He диффузную S-функцию при значении DIFFS=.TRUE..

DIFFSP – добавляет для Li–F, Na–Cl, Ga–Br, In–I, Tl–At диффузную L-функцию DIFFSP=.TRUE..

Данные параметры позволяют задать все базисные наборы из семейства базисов Попла:

Для базисных наборов из данного семейства традиционна принята следующая запись: M-NPG, где M равно значению параметра NGAUSS, а NP – значению параметра GBASIS.

Если базис содержит дополнительную диффузную S-функцию на атомах H–He (DIFFS=.TRUE.), то перед G ставится +, а если если ещё и дополнительную диффузную L-функцию (DIFFSP=.TRUE.), то ставится два +.

После G в круглых скобках записываются тип и количество дополнительных поляризационных функций для всех Li–Cl (параметры NDFUNC и NFFUNC), а после запятой – для H–He (параметр NPFUNC).

Таким образом, базисный набор 6-311++G(3df,3p) в GAMESS (US) задаётся следующим образом:

$BASIS
NGAUSS=6                     !6-
GBASIS=N311                  !31G
DIFFSP=.TRUE. DIFFS=.TRUE.   !++
NDFUNC=3 NFFUNC=1            !3df для Li–Cl
NPFUNC=3                     !3p для H–He
$END

Исключениями являются базисные наборы 6-311G(d) и 6-311G(d,p), которые традиционно записываются как 6-311G* и 6-311G**, соответственно.

Более сложные базисные наборы оптимизированы под различные методы учёта корреляции или релятивистского эффекта. Они содержат гораздо больше групп контрактированных функций, что увеличивает затратность расчётов, но повышает их точность.

Примечание

Для данных базисных наборов требуется установка значения ISPHER=1 в группе $CONTRL. Установка значения параметра NGAUSS не требуется.

Более сложные базисные наборы

Полное наименование	GBASIS=	Тип	Доступные атомы
cc-pVDZ cc-pVTZ cc-pVQZ cc-pV5Z cc-pV6Z	CCD CCT CCQ CC5 CC6	DZP TZP QZP 5ZP 6ZP	H–Ar, Ca, Ga–Kr H–Ar, Ca–Kr H–Ar, Ca–Kr H–Ar, Ca, Ga–Kr H–Ar, Ca, Ga–Kr
aug-cc-pVDZ aug-cc-pVTZ aug-cc-pVQZ aug-cc-pV5Z aug-cc-pV6Z	ACCD ACCT ACCQ ACC5 ACC6	aDZP aTZP aQZP a5ZP a6ZP	H–Ar, Ca, Ga–Kr H–Ar, Ca–Kr H–Ar, Ca–Kr H–Ar, Ca, Ga–Kr H–Ar, Ca, Ga–Kr
cc-pCVDZ cc-pCVTZ cc-pCVQZ cc-pCV5Z	CCDC CCTC CCQC CC5C	DZP TZP QZP 5ZP	H–Ar H–Ar H–Ar H–Ne
aug-cc-pCVDZ aug-cc-pCVTZ aug-cc-pCVQZ aug-cc-pCV5Z	ACCDC ACCTC ACCQC ACC5C	aDZP aTZP aQZP a5ZP	H–Ar H–Ar H–Ar H–Ne
cc-pwCVTZ	CCTWC	TZP	H–Ar
aug-cc-pwCVTZ	ACCTWC	aTZP	H–Ar
pcseg-0 pcseg-1 pcseg-2 pcseg-3 pcseg-4	PCseg-0 PCseg-1 PCseg-2 PCseg-3 PCseg-4	SZ DZP TZ2P QZ3P 5Z4P	H–Kr H–Kr H–Kr H–Kr H–Kr
aug-pcseg-0 aug-pcseg-1 aug-pcseg-2 aug-pcseg-3 aug-pcseg-4	APCseg-0 APCseg-1 APCseg-2 APCseg-3 APCseg-4	aSZ aDZP aTZ2P aQZ3P a5Z4P	H–Kr H–Kr H–Kr H–Kr H–Kr
def-TZV def-TZVP def-TZVPP	KTZV KTZVP KTZVPP	TZ TZP TZ2P	H–Ar H–Ar H–Ar
Sapporo-DZP Sapporo-TZP Sapporo-QZP	SPK-DZP SPK-TZP SPK-QZP	DZP TZP QZP	H–Xe H–Xe H–Xe
Sapporo-DZP+diffuse Sapporo-TZP+diffuse Sapporo-QZP+diffuse	SPK-ADZP SPK-ATZP SPK-AQZP	aDZP aTZP aQZP	H–Xe H–Xe H–Xe
Sapporo-DK-DZP Sapporo-DK-TZP Sapporo-DK-QZP	SPKrDZP SPKrTZP SPKrQZP	DZP TZP QZP	H–Rn H–Rn H–Rn
Sapporo-DK-DZP+diffuse Sapporo-DK-TZP+diffuse Sapporo-DK-QZP+diffuse	SPKrADZP SPKrATZP SPKrAQZP	aDZP aTZP aQZP	H–Rn H–Rn H–Rn
Sapporo-DZP-2012 Sapporo-TZP-2012 Sapporo-QZP-2012	SPK-DZC SPK-TZC SPK-QZC	DZP TZP QZP	H–Xe H–Xe H–Xe
Sapporo-DZP-2012+diffuse Sapporo-TZP-2012+diffuse Sapporo-QZP-2012+diffuse	SPK-DZCD SPK-TZCD SPK-QZCD	aDZP aTZP aQZP	H–Xe H–Xe H–Xe
Sapporo-DK-DZP-2012 Sapporo-DK-TZP-2012 Sapporo-DK-QZP-2012	SPKrDZC SPKrTZC SPKrQZC	DZP TZP QZP	H–Rn H–Rn H–Rn
Sapporo-DK-DZP-2012+diffuse Sapporo-DK-TZP-2012+diffuse Sapporo-DK-QZP-2012+diffuse	SPKrDZCD SPKrTZCD SPKrQZCD	aDZP aTZP aQZP	H–Rn H–Rn H–Rn

Примечание

Буква a в начале типа базиса означает, что этот базисный набор дополнен диффузными функциями.

Буква P в конце типа базиса означает, что этот базисный набор дополнен поляризационными функциями.

Цифра перед P обозначает степень учёта поляризации; данная величина относительная и корректна только при сравнении базисов одного семейства.

Подсказка

Помимо вышеперечисленных базисных наборов существует множество базисов, в которых остовные электроны заменяются псевдопотенциалом. Подробная информация о них представлена в приложении.

Семейства базисных наборов cc-pVnZ, aug-cc-pVnZ, cc-pCVnZ, aug-cc-pCVnZ и aug-cc-pwCVnZ, также известные как корреляционно-согласованные базисы, оптимизированы под использование в расчётах с применением методов учёта корреляции, основанных на методе Хартри-Фока (post-HF-методы).

Семейства базисных наборов pcseg-n и aug-pcseg-n, также известные как поляризационно-согласованные базисы , оптимизированы под использование в расчётах методом Хартри-Фока (HF) или в расчётах же с применением теории функционала плотности (DFT).

Семейтво базисных наборов def оптимизировано под HF- и DFT-расчёты.

Важно

Семейство базисных наборов def является более старой версией широко используемого семейства def2, которое не доступно в GAMESS (US) по умолчанию.

Для задачи базисов def2 или других семейств необходимо пользоваться задачей с помощью отдельных групп или из внешнего файла.

Семейства базисных наборов Sapporo-nZP, Sapporo-nZP+diffuse, Sapporo-nZP-2012 и Sapporo-nZP-2012+diffuse оптимизированы под post-HF-расчёты. Семейства базисов Sapporo-DK-nZP, Sapporo-DK-nZP+diffuse, Sapporo-DK-nZP-2012 и Sapporo-DK-nZP-2012+diffuse являются модификациями вышеописанных семейств для расчётов с применением методов учёта релятивистского эффекта.

Важно

Базисные наборы, дополненные диффузными функциями, имеют больший размер, однако они лучше описывают системы с избыточным отрицательным зарядом или слабыми взаимодействиями между её фрагментами.