Gaussian OH超精细耦合与自旋密度

下载9份完整输入、实际数值与6张图的绘图脚本，解压到新目录：

bash run.sh

先从配套数值生成 analysis/、nmr-shifts.csv 与 figures/。需要NumPy与Matplotlib，可使用集群ASE 3.29 Python环境，也可通过PYTHON指定自己的解释器。

从头重算前，先初始化个人Gaussian：

yskit gaussian-init

按Gaussian输入与CPU提交申请CPU资源，在已分配的CPU作业内加载个人环境，再运行：

bash run.sh compute

本例为个人授权Gaussian16 C.01 AVX厂商预编译CPU程序，没有公共Gaussian module或自行编译器/MPI版本可套用。整套输入最多使用4个CPU线程；TMS和显式同位素J计算4线程、2GB，其余1线程、1GB。申请资源须覆盖这些设置。默认入口只读自有数值；重算依次完成9份Gaussian、formchk、3次cubegen与分析画图。已有输出请另解压，完整work已有时可用 bash run.sh analyze。

公开的 native-fields.fchk.txt 是选定数值/基组/总密度摘录，不是完整波函数；分析自己的体系请从自己的CHK运行formchk。本组单点坐标来自已完成的优化；更换分子或优化结果后，要同步更新依赖的单点坐标。

1. 先明确计算的是哪一类EPR相关量#

本例OH自由基为9电子双重态，电荷/多重度 0 2。坐标来自此前实际完成的OH气相优化，这里做超精细相关单点，完整输入：

%nprocshared=1
%mem=1GB
%chk=result.chk
#p UB3LYP/6-31+G(d) Prop=(EPR,EFG) Pop=Full SCF=Tight Int=UltraFine NoSymm

OH magnetic local-property example

0 2
O 0.000000000000 0.000000000000 -0.001484568972
H 0.000000000000 0.000000000000 0.981484568494

本程序这份Prop组合实际打印EPR相关超精细结果；需要电场梯度时请按EFG单独输入操作。本篇没有计算电子g张量，也不由此构造完整实验EPR谱。

2. 普通终端操作#

g16 < input.gjf > output.log
grep 'Normal termination' output.log
grep -F 'S**2 before annihilation' output.log
sed -n '/Isotropic Fermi Contact Couplings/,/No NMR shielding tensors/p' output.log
formchk result.chk result.fchk

本例S² before为0.7524，after为0.7500。原生未投影密度和能量仍按原计算解释，不能只凭after就宣布原来没有自旋污染；详见自旋与稳定性。

3. 接触项与各向异性项怎样组合#

原生Fermi接触表给O(17) −67.05275MHz、H(1) −67.97060MHz。这里是相应磁性同位素的核参数；常见¹⁶O的I=0，不具有同样的超精细核自旋。

O核位置的实际自旋密度约+0.110612，H处约−0.015206电子/Bohr³。¹⁷O核磁矩符号也参与频率转换，因此不能把MHz的正负直接当成自旋密度正负。

在原生a/b/c主轴上 A=aiso I+B：O的三个总主分量约63.61125、62.13025、−326.89975MHz；H约−135.05560、−92.20960、23.35440MHz。B打印位数有限，相加与取迹要保留相应精度；不要按MHz数值重新排序后仍沿用原轴名。

4. 导出自旋密度#

创建本组使用的文本/Bohr网格：

cat > grid.txt <<'EOF'
-1 -8.125 -7.125 -7.125
-64 0.25 0.0 0.0
56 0.0 0.25 0.0
64 0.0 0.0 0.25
EOF
cubegen 0 Spin=SCF result.fchk spin.cube -1 h < grid.txt
head -n 8 spin.cube

Spin=SCF输出α−β，不是总电子密度。图为x约−0.066Å的实际截面，色阶采用带线性小值区间的正负对数显示以同时看清两种符号，原始场值没有改写。配套分析从自己的AO与自旋密度矩阵逐点重建并核对这个cube。

OH的未成对π电子有方向简并，图示为该次SCF选取的一个实轨道分量；不能直接将其当成实验态平均张量。这个有限模型主要演示读数与组合，未给出完整g张量、轨道/SOC态平均或实验谱线。