Gaussian ONIOM分层与能量拆分实操
用乙醇小模型设置QM/MM分层、原子类型、link atom和每层电荷，读出三个分量与最终能量。
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下载完整输入、选定原生数据与绘图脚本，解压到新目录：
unzip gaussian-oniom-practical*.zip -d oniom-example
cd oniom-example
bash run.sh
这会用随附的实际计算结果生成 analysis/energies.csv、analysis/finite-difference.csv 和 figures/ 下的5张图。脚本需要NumPy和Matplotlib，集群默认使用ASE的Python环境；其他电脑可用 PYTHON=python3 bash run.sh 指定自己的环境。
本组采用个人有权使用的 Gaussian16 C.01 AVX CPU程序，单例1核心、1GB；资料包不包含Gaussian程序。完成自己的Gaussian环境初始化、申请CPU资源后检查入口：
command -v g16
command -v formchk
需要全部重算时，在新解压目录执行 bash run.sh compute，顺序运行23个很小的计算；已有 work/ 同名目录时会拒绝覆盖。该命令不负责申请队列资源，应在已分配的CPU任务中执行。
1. 先选高层、低层和跨层化学键#
以9原子的乙醇为例，O3和羟基H4为高层，其余7个原子为低层。高层采用HF/STO-3G，低层采用UFF。这是便于看懂输入和能量组合的教学模型，不能据此获得定量反应能或为真实QM/MM体系推荐如此小的量子区域。
下面为完整输入：
%nprocshared=1
%mem=1GB
%chk=result.chk
#p ONIOM(HF/STO-3G:UFF)=InputFiles Force Geom=Connectivity NoSymm SCF=Tight
Ethanol OH high layer HF and UFF low layer
0 1 0 1 0 1
C-C_3-0.0 0 1.171592164149 -0.403050689766 -0.000000000006 L
C-C_3-0.0 0 -0.006726532503 0.556916685590 -0.000000000006 L H-H_-0.0 3
O-O_3-0.0 0 -1.201076743568 -0.221755587510 -0.000000000001 H
H-H_-0.0 0 -1.953062098208 0.389286604240 0.000000000014 H
H-H_-0.0 0 0.039662126550 1.209262019623 0.887716250593 L
H-H_-0.0 0 0.039662126550 1.209262019623 -0.887716250593 L
H-H_-0.0 0 2.118986840378 0.147543167958 0.000000000001 L
H-H_-0.0 0 1.140320061155 -1.044590109792 0.886956786043 L
H-H_-0.0 0 1.140320061155 -1.044590109792 -0.886956786043 L
1 2 1.0 7 1.0 8 1.0 9 1.0
2 3 1.0 5 1.0 6 1.0
3 4 1.0
4
5
6
7
8
9
ONIOM(HF/STO-3G:UFF) 按高层、低层顺序写方法。每个原子行中，C_3、O_3、H_ 是力场原子类型，紧接的数字是MM部分电荷；这些类型必须适合自己的结构，不能只按元素批量套用。本例先全部设为零，以清楚展示机械嵌入的能量组合。
行尾H/L是层标记。第二个原子C2行的 L H-H_-0.0 3 表示C2属于低层；构造高层模型时，用link H替代C2，与高层O3相连。C2仍是完整体系中的真实碳原子，link H不是额外加入完整乙醇的第10个原子。连接关系位于原子表之后。
0 1 0 1 0 1 是两层输入的三组整数电荷/多重度：完整低层、模型高层、模型低层。本例均为中性单重态。它们不是把MM部分电荷机械相加后照抄的数值。
2. 计算并从终端读结果#
bash compute.sh ethanol-hf-uff-force
grep 'ONIOM: gridpoint' work/ethanol-hf-uff-force/output.log
grep 'ONIOM: extrapolated energy' work/ethanol-hf-uff-force/output.log
实际结果（Hartree）：
| 分量 | 能量 |
|---|---|
| Low(real)，完整体系低层 | 0.003956163784 |
| High(model)，模型高层 | -74.962959474379 |
| Low(model)，模型低层 | 0.000825440956 |
| ONIOM最终能量 | -74.959828751551 |
组合方式是 E=Ehigh(model)+Elow(real)-Elow(model)。资料包还分别对完整乙醇UFF、带同一link H的模型HF和模型UFF进行了独立计算，结果与这三个分量一致。
3. 检查点中的哪个能量可用#
grep -E '^SCF Energy|^Total Energy' work/ethanol-hf-uff-force/result.fchk
head -n 6 analysis/energies.csv
本例FCHK的 Total Energy 才是完整ONIOM能量；SCF Energy 保存的是最后一个模型低层步骤的原始能量，不能当作整个体系的结果。电子嵌入时，它与原生分量还可能相差外部点电荷对的自能，见机械与电子嵌入。
本例UFF机械嵌入可用于学习流程；换成蛋白、界面或金属有机体系时，要重新确认力场参数、质子化、边界位置、总电荷和自旋。
方法与输入语法参见Gaussian ONIOM手册。