Плюсы и минусы различных способов задачи координат

Примечание

Связность внутренних координат сильно зависит от грамотности их составления, поэтому их использование может быть как более, так и менее эффективным, чем применение декартовых координат.

Использование делокализованных внутренних координат уравнивает в этом плане данные системы координат, так как они всегда несвязны, а значит, как минимум не хуже декартовых и лучших из возможных внутренних систем координат.

Если моделируемая система очень велика, то использование делокализованных внутренних координат может быть невозможным вследствие ограничений алгоритма их генерации. В таком случае рекомендуется использовать именно декартовые координаты.

По этой причине в данном разделе аспект связности координат рассматриваться не будет.

\[\boxed{\mathsf{COORD=UNIQUE}}\]

Система ввода декартовых координат.
В такой же (например, в Firefly) или в аналогичной (например, в ORCA) форме присутствует во всех других программных пакетах. Переход между их форматами легко осуществляется с помощью текстовых редакторов.
Воспринимается всеми программами-визуализаторами.
Позволяет использовать точечные группы симметрии, отличные от \(C_{1}\).
Позволяет задавать базисный набор непосредственно после каждого атома.
Позволяет задавать базисный набор в отдельных группах.
В отсутствии программы-визуализатора малопригоден для задачи координат атомов разветвлённых систем.

\[\boxed{\mathsf{COORD=PRINAXIS}}\]

Система ввода декартовых координат.
В такой же (например, в Firefly) или в аналогичной (например, в ORCA) форме присутствует во всех других программных пакетах. Переход между их форматами легко осуществляется с помощью текстовых редакторов.
Воспринимается всеми программами-визуализаторами.
Не позволяет использовать точечные группы симметрии, отличные от \(C_{1}\) при задаче координат, но способен их автоматически определять и использовать по ходу расчёта. Однако для высокосимметричных систем может их определять некорректно.
Не позволяет задавать базисный набор непосредственно после каждого атома.
Не позволяет задавать базисный набор в отдельных группах.
В отсутствии программы-визуализатора малопригоден для задачи координат атомов разветвлённых систем.

\[\boxed{\mathsf{COORD=ZMT}}\]

Система ввода внутренних координат.
Задача координат осуществляется либо с помощью расстояния, одного плоского и одного двугранного углов, либо с помощью расстояния, двух плоских углов и знака.
В такой же форме присутствует во многих других программных пакетах (например, в Gaussian или в ORCA). В некоторых других имеет аналогичную форму (например, в MOPAC). Переход между их форматами с помощью текстовых редакторов не сложен за исключением тех случаев, когда задача координат осуществляется с помощью расстояния, двух плоских углов и знака.
Воспринимается некоторыми программами-визуализаторами.
Не позволяет использовать точечные группы симметрии, отличные от \(C_{1}\).
Некоторыми программами-визуализаторами может быть сгенерирован на основе декартовых координат.
Не позволяет задавать базисный набор непосредственно после каждого атома.
Не позволяет задавать базисный набор в отдельных группах.
Пригоден для задачи координат атомов системы без программ-визуализатора.
Удобен для изменения конформации системы. Например, иногда для поворота части молекулы достаточно изменения всего одного значения двугранного угла.
Допускает использование единых переменных вместо значений координат, что позволяет менять несколько координат через изменение одного значения. Например, обозначив все длины связей C–C через одну переменную, можно легко и быстро менять их значения.
При использовании задачи координат с помощью расстояния, двух плоских углов и знака можно легко переходить между диастереомерами заменой знаков в конце строк координат нескольких атомов.
Неудобен при редактировании координат атомов очень длинных систем.
При использовании фиктивных атомов пригоден для редактирования координат атомов макроциклических и спиралевидных систем. Но при этом использование делокализованных координат становится невозможным. В таком случае рекомендуется использовать декартовые.
Пригоден для установки взаимного расположения и ориентации условно-независимых частиц в системе, например, двух отдельных молекул.

\[\boxed{\mathsf{COORD=ZMTMPC}}\]

Система ввода внутренних координат.
Задача координат осуществляется либо с помощью расстояния, одного плоского и одного двугранного углов.
Используется только для задачи стартовых координат системы. В выходном файле координаты выводятся в форматах COORD=UNIQUE и COORD=ZMT.
В такой же форме присутствует в программном пакете MOPAC. Аналогичен COORD=ZMT. Переход между этими форматами с помощью текстовых редакторов не сложен за исключением тех случаев, когда задача координат осуществляется с помощью расстояния и двух плоских углов.
Как правило, не воспринимается которыми программами-визуализаторами.
Не позволяет использовать точечные группы симметрии, отличные от \(C_{1}\).
Не позволяет задавать базисный набор непосредственно после каждого атома.
Не позволяет задавать базисный набор в отдельных группах.
Пригоден для задачи координат атомов системы без программ-визуализатора.
Удобен для изменения конформации системы. Например, иногда для поворота части молекулы достаточно изменения всего одного значения двугранного угла.
Неудобен при редактировании координат атомов очень длинных систем.
Пригоден для установки взаимного расположения и ориентации условно-независимых частиц в системе, например, двух отдельных молекул.

\[\boxed{\mathsf{COORD=HINT}}\]

Система ввода декартовых координат.
Координаты вводятся аналогично внутренним координатам, после чего переводятся в декартовые.
Задача координат осуществляется либо с помощью расстояния, одного плоского и одного двугранного углов, либо с помощью расстояния, двух плоских углов и знака.
Используется только для задачи стартовых координат системы. В выходном файле координаты выводятся в форматах COORD=UNIQUE.
В такой же форме присутствует программном пакете в Firefly. В остальных – отсутствует. Переход между данным форматом и COORD=ZMT с помощью текстовых редакторов возможен, но не всегда тривиален.
Не воспринимается программами-визуализаторами.
Позволяет использовать точечные группы симметрии, отличные от \(C_{1}\).
Позволяет задавать базисный набор непосредственно после каждого атома.
Позволяет задавать базисный набор в отдельных группах.
В отсутствии программы-визуализатора малопригоден для задачи координат атомов разветвлённых систем.
Пригоден для задачи координат атомов системы без программ-визуализатора.
Удобен для изменения конформации системы. Например, иногда для поворота части молекулы достаточно изменения всего одного значения двугранного угла.
Допускает использование единых переменных вместо значений координат, что позволяет менять несколько координат через изменение одного значения. Например, обозначив все длины связей C–C через одну переменную, можно легко и быстро менять их значения.
При использовании задачи координат с помощью расстояния, двух плоских углов и знака можно легко переходить между диастереомерами заменой знаков в конце строк координат нескольких атомов.
Неудобен при редактировании координат атомов очень длинных систем.
Пригоден для установки взаимного расположения и ориентации условно-независимых частиц в системе, например, двух отдельных молекул.
Удобен для задачи высокосимметричных систем, например, некоторых координационных соединений.
Это единственный доступный способ задачи координат для неградиентной оптимизации геометрии.

Примечание

Под текстовыми редакторами подразумеваются те, которые позволяют выделять, копировать, вырезать и вставлять столбцы текста. Без этого редактирование возможно, но очень трудоёмко.