Gaussian水分子优化与红外频率

下载小体系输入、真实结果与绘图数据，在自己的目录解压：

unzip small-examples-*.zip
cd small-examples-20261027

1 准备个人环境和算例#

Gaussian 16 C.01使用厂商提供的AVX二进制，按用户独立初始化，不使用公共Gaussian module。先运行 yskit gaussian-init；安装及配额要求见Gaussian环境说明。

yskit gaussian-init
mkdir -p work/water-opt-freq
cp gaussian/water-opt-freq/input.gjf work/water-opt-freq/
cd work/water-opt-freq

2 查看完整输入#

下列参考输入对应四线程CPU计算。资源行与计算方法分开：%Mem是主机内存，坐标单位为Å，0 1表示中性单重态。

%chk=result.chk
%NProcShared=4
%Mem=2GB
#p B3LYP/6-31G(d) Opt Freq Int=UltraFine SCF=Tight

water-opt-freq

0 1
O 0.0 0.0 0.0
H 0.0 0.757 0.587
H 0.0 -0.757 0.587

Opt优化原子坐标，Freq在优化后的几何上计算二阶导数。Int=UltraFine指定积分网格；SCF=Tight收紧电子自洽。三个正频率说明该小分子在当前方法下得到局部极小值。谐振频率未乘缩放系数，不能直接把每个峰当实验峰位。

3 提交并检查结果#

公共8173m CPU模板按56核申请，提交前将输入线程数改为56。实际参考结果使用四线程CPU后端；这里只比较科学结果，不提供CPU节点性能结论。请在CPU分区可用时提交，不在登录终端直接启动正式计算。

sed -i 's/%NProcShared=4/%NProcShared=56/' input.gjf
yskit gaussian-init
sbatch sub_gaussian_8173m.sh input.gjf
squeue -u "$USER"
grep 'Normal termination' input.log
grep 'SCF Done' input.log

4 读取真实参考结果#

grep -E 'Optimization completed|Frequencies --|IR Inten|thermal Free Energies' input.log
source ~/.config/yskit/gaussian/env.sh
formchk result.chk result.fchk

本例三个谐振频率为1713.5988、3727.3170、3848.8991 cm⁻¹；零点能、焓和Gibbs自由能要结合温度、标准态以及低频模式适用性理解。下载包内运行 python plot.py 可重新画红外棒谱。

5 换成自己的体系#

修改坐标、电荷和自旋多重度，并检查方法与基组是否适合元素及研究问题；增加原子数前先用小模型确认收敛。优化、频率和能量对照保持可比的方法设置，不混用不同几何或基组下的总能量。

重新绘制下载包中的数据图#

回到解压包根目录执行，图片输出到新的 replot 目录：

module load ase/3.29.0
python plot.py

脚本使用NumPy和Matplotlib，参考原始数值在 results.json，轨迹和工具输出在相应软件目录。