ORCA 气相热化学实操
用真实乙醇结果读懂电子能、ZPE、H、TS、G和默认Quasi-RRHO。
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下载完整输入、真实输出、模式动画与绘图脚本。解压进入资料包目录，先提取已有结果：
bash analyze.sh
图片在 reference/figures，能量与频率CSV在 reference/analysis。15个小分子条件和原生工具结果都随包提供；绘图调用集群ASE3.29.0环境的Python3.11、NumPy/SciPy。
重新计算整组，在新解压目录执行：
sbatch submit.slurm
结果写入 work，最后自动运行IR/模式工具、提取数据并画图。模板按本例实际平台分配P100主机中的1个CPU核心和1个GPU配额，ORCA本例只用CPU，显卡不参与计算，计费按所选GPU分区规则。常规ORCA生产任务优先通过 yskit 复制CPU模板，并按模板分配设置 %pal；当前资源状态以门户或Slurm为准。小分子串行样例用于学习，不用于评估56核并行效率。
ORCA为6.1.1官方x86-64 CPU预编译发行包；本体没有在集群重新源码编译，配套OpenMPI4.1.8由GNU13.3编译。本例每次只启动一份驱动、单进程单线程，%maxcore 500 为每进程MB参考值，不是严格峰值内存上限。
1 先有可信的优化结构和频率#
本页接乙醇优化与IR，使用同一份B97-3c局部极小点与21个正振动。气相热化学来自频率计算后的自动统计，不需要把一组分子能量手工拼成温度曲线。
完整实际输入：
! B97-3c TightSCF TightOpt Opt Freq
%pal nprocs 1 end
%maxcore 500
* xyz 0 1
C 1.1681810000 -0.4003820000 0.0000000000
C 0.0000000000 0.5594620000 0.0000000000
O -1.1900830000 -0.2276690000 0.0000000000
H -1.9466230000 0.3815250000 0.0000000000
H 0.0425570000 1.2075080000 0.8869330000
H 0.0425570000 1.2075080000 -0.8869330000
H 2.1158910000 0.1448000000 0.0000000000
H 1.1285990000 -1.0372340000 0.8858810000
H 1.1285990000 -1.0372340000 -0.8858810000
*
在自己的计算目录，查看原生热化学段落：
grep -A155 'THERMOCHEMISTRY AT' case.out
grep -E 'Zero point energy|Total Enthalpy|Final entropy term|Final Gibbs free energy' case.out
本例条件为298.15 K、1 atm、单个气相构象，默认Quasi-RRHO为True，参考频率100 cm⁻¹、低频排除阈值1 cm⁻¹。100 cm⁻¹是振动/转子熵平滑过渡的参考值，不是把100以下所有模式删掉；它与1 cm⁻¹排除阈值是不同参数。
2 E、ZPE、H、TS、G分别是什么#
| 原生量 | 本例数值/Eh | 怎么用 |
|---|---|---|
| 电子能E | -154.971885271134 | 对应本方法的优化构象 |
| ZPE | 0.07904027 | 量子零点振动贡献 |
| 总焓H | -154.88756507 | 已含电子能、零点和热贡献 |
| 最终TS项 | 0.03071733 | 原生熵段已乘温度 |
| Gibbs自由能G | -154.91828241 | H−TS，不再重复加ZPE |
Total Enthalpy已经是总量，不是待加到电子能上的一个小修正。Final entropy term已经是TS，不能再乘一次298.15。Final Gibbs free energy中已经含相应ZPE、热能和熵处理，不能重复加减。
3 默认熵为什么不等于纯谐振子公式#
ORCA本例对振动熵使用Quasi-RRHO，低频振动会平滑混入转子形式；这里使用实际分子惯量的平均量。转动和平动熵也属于气相理想气体统计。附件按原始Hessian频率、质量、几何和SI常数独立重建这些贡献，同时保留原生数值。
本例振动、转动、平动的原生TS分别为0.00234855、0.01059519、0.01777359 Eh。不要把其中一个分量直接当成全部熵；单重态非简并基态在本例的电子熵项为零。
4 普通用户使用前检查什么#
- 结构要对应真正局部极小点，内部振动不含未解释的虚频。
- 比较同一反应/构象时，保持方法、基组、温度、压力、低频与标准态处理一致。
- 低频扭转、构象集合和柔性分子可能需要更充分处理；一个局部结构的G不等于全部构象的系综G。
- 这里是气相1 atm结果，溶液自由能还涉及溶剂模型和标准态等条件，不能直接更改标签当成溶液值。
数值请从CSV/JSON与原始输出读取。在资料包根目录：
head reference/analysis/energies.csv
cat reference/analysis/RESULTS.json
改变温度、压力或低频处理前可结合ORCA热化学手册与官方教学检查设置。本页并未以该短小实例给出实验精度或完整溶液/构象统计结论。