Что это такое?

Данный ресурс представляет собой русскоязычный сборник инструкций, пояснений и рекомендаций к использованию программного пакета GAMESS (US).

В основном, этот ресурс ориентирован на начинающих пользователей, поэтому он содержит пояснения, необходимые для понимания GAMESS (US) в качестве первого изучаемого программного пакета для квантово-химических расчётов.

Также здесь присутствуют краткие (и не очень) теоретические пояснения, чтобы облегчить понимание тем пользователям, которые давно (или, может быть, вообще) не сталкивались с квантовой механикой и квантовой химией.

Некоторые теоретические пояснения здесь приведены в обобщённой форме. Целью этого является демонстрация общих принципов методов без необходимости помнить мелкие детали теории, на которой данные методы основаны.

Что лежит в основе данного ресурса?

Представленная здесь информация основана на официальной документации GAMESS (US) версии 2024R2P1.

Многие теоретические моменты основаны также на мануалах других программных пакетов, таких как Firefly, ORCA, Psi4 и Q-Chem.

Кроме того, в основу легли многие статьи, ссылки на которые даются по ходу повествования, а также книги «Современная квантовая химия» за авторством Аттилы Сабо и Нила С. Остлунда [«Modern quantum chemistry» – Attila Szabo, Neil S. Ostlund] и «Введение в квантовую химию» за авторством Фрэнка Йенсена [«Introdution to computational chemistry» – Frank Jensen].

Что здесь есть?

Очень краткая теория

• Волновая функция
  • Основные понятия
  • Нахождение волновой функции
• Базисные функции
  • Общие понятия
  • Структура базисных наборов
• Связь спина и волновой функции
• Метод самосогласованного поля
  • Метод Хартри-Фока
  • Разновидности метода Хартри-Фока
  • Недостатки метода Хартри-Фока
  • Многоконфигурационные методы
  • Метод Кона-Шэма
• Поверхность потенциальной энергии

Коротко o GAMESS (US)

• Что такое GAMESS (US)
• Основные принципы работы
• Устройство входного файла
  • Группы и параметры
  • Специальные разновидности параметров
  • Форматированные группы
  • Группы других типов
  • Дополнительные возможности входных файлов
  • Пример входного файла

Способы ввода координат

• Основные принципы
  • Устройство группы $DATA
  • Точечные группы симметрии
• Декартовые координаты
• Внутренние координаты
  • Задача внутренних координат в группе $DATA
  • Задача внутренних координат в группе $ZMAT
    • Задача вручную
    • Задача автоматически и полуавтоматически
• Плюсы и минусы различных способов задачи координат

Базисные наборы

• Способы задачи базисного набора
• Задача в группе $DATA
• Задача в группе $BASIS
• Задача в отдельных группах
• Задача из внешнего файла

Общая настройка расчёта

• Настройка системы и расчёта
• Выбор типа расчёта

Методы расчёта

• Ассортимент методов расчёта
  • Метод HF
  • Post-HF методы
  • DFT методы
  • Полуэмпирические методы
  • Методы фрагментации
  • Методы учёта релятивистского эффекта
  • Методы совместимых с GAMESS (US) программ
  • Вспомогательные методы
    • Псевдопотенциалы
    • Локализация молекулярных орбиталей
• Метод Хартри-Фока (HF)
• Метод конфигурационного взаимодействия (CI)
• Теория возмущений Мёллера–Плессета (MP)
• Метод связанных кластеров (CC)
• Метод CASSCF и его производные
• Многореферентные методы
  • MR-CI
  • MR-PT
• Теория функционала плотности (DFT)
• Методы моделирования возбуждённых состояний
• Полуэмпирические методы
  • Методы на основе HF
  • Методы на основе DFT

Приложение

• Доступные точечные группы симметрии
• Неприводимые представления
• Фиктивные атомы
• Задача декартовых координат через внутренние координаты
• Встроенные базисные наборы
• Задача базисных наборов с псевдопотенциалами
• Методы локализации молекулярных орбиталей
• Теория электронных пар
• Важнейшие теоремы квантовой химии
  • Правила Слэтера-Кондона
    • Правила для неэлектронного оператора
    • Правила для суммы одноэлектронных операторов
    • Правила для суммы двухэлектронных операторов
    • Сводная таблица правил Слэтера-Кондона
  • Теорема Купманса
  • Теорема Бриллюэна
  • Теоремы Хоэнберга–Кона
    • Первая теорема
    • Вторая теорема

Что здесь было?

v1.0.0

• Первая публичная версия.

v2.0.0

• Глава, посвящённая методам расчёта, переработана в отдельный раздел:

  • Материал, посвящённый ассортименту методов, сведён в первую главу раздела.

  • Переработан и выделен в отдельные главы материал, посвящённый методам CI и CASSCF.

  • Добавлена глава, посвящённая методам MP.

  • Добавлена информация о методе MR-CI – первая часть главы, посвящённой многореферентным методам.

  • Добавлены пустые главы, которые ожидают заполнения в будущем, – они посвящены методам CC и DFT.

  • Материал, посвящённый полуэмпирическим методам, перенесён в данный раздел.

• Переработана глава, посвящённая методу SCF.

• Добавлена глава, посвящённая сравнению различных способов ввода координат.

v3.0.0

• Завершена глава, посвящённая многореферентным методам. (Добавлена информация о MR-PT)

• Заполнена глава, посвящённая методам CC.

• Добавлена пустая глава, ожидающая заполнения в будущем, – она посвящена методам моделирования возбуждённых состояний.

• В приложении добавлена глава, посвящённая теории электронных пар.

• Внесены корректировки в материалы о методах CI и PT, чтобы улучшить их согласованность друг с другом и с новыми материалами.

• Обновлено введение на главной странице.

v3.0.1

• Внесены корректировки.

• Добавлен список изменений.

Что здесь будет?

Данный ресурс находится в стадии разработки, поэтому возможны некоторые корректировки существующего материала. Кроме того, планируется увеличение количества разнообразных примеров, а также добавление новых разделов.

На данный момент, в разработке пребывают разделы, посвящённые:

• Теории функционала плотности (DFT).

• Методам моделирования возбуждённых и ионизированных состояний.

Замечания, советы и предложения по корректировке и наполнению могут быть отравлены на электронную почту по адресу: ilyusha_av@dvo.ru

Автор сего ресурса будет премного благодарен любому отзыву или содействию.