#pragma css /css/2010.css
<<BI>>

= Abinitio вычисления для нафталина и азулена =

Отчёт по заданию должен появиться на сайте к следующему занятию.
{{{#!wiki caution
Отчёт должен иметь ссылки на файлы с результатами счёта.
}}}
Необходимые сведения о работе с GAMESS [[http://www.msg.chem.iastate.edu/gamess/documentation.html|см. здесь]].<<BR>>
Вся работа по расчётам и конвертированию файлов будет проходить на kodomo через терминал putty.<<BR>>
Суть задания состоит в поэтапном освоении возможностей GAMESS как стандартного квантово-химического пакета. Сегодня мы найдём оптимальную геометрию для нафталена и азулена и рассчитаем теплоты образования этих молекул разными подходами квантовой механики.

 1. Как и в прошлом задании постройте и оптимизируйте с помощью MOPAC структуры нафталена и азулена, если это удобно, то можно сделать на кодомо. SMILES представления ваших молекул представлены ниже:
{{{#!highlight bash
Azulene : C1=CC=C2C=CC=C2C=C1 
Napthalene: c1ccc2ccccc2c1
}}}
 Просмотрите полученную структуры в PyMol. Проверьте плоскость геометрии ароматических систем, если оказалось, что молекула не плоская, то попробуйте разные силовые поля MMFF94, MMFF94s, UFF в obgen. Например:
{{{#!highlight bash
obgen myfile.smi -ff MMFF94 > my.mol 
}}}
или:
{{{#!highlight bash
babel --gen3D -ismi az.smi -omol az.mol
}}}

 1.#2 В результате у Вас должно получиться два файла: nap.out и azu.out. С помощью babel переформатируем координаты в gamin формат и имя файла например nap_opt.inp . И сделаем так, что бы заголовок выглядел так:
{{{#!highlight bash
$CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS   SCFTYP=RHF RUNTYP=OPTIMIZE $END
$BASIS  GBASIS=N31 NGAUSS=6  $end
$system mwords=2 $end
$DATA
}}}
 Это и будут входные файлы для оптимизации геометрии средствами GAMESS.<<BR>>
 Проведите оптимизацию геометрии для обоих молекул. Для этого запустите GAMESS следующим образом:
{{{#!highlight bash
gms nap_opt.inp  1 >& nap_opt.log 
gms azu_opt.inp  1 >& azu_opt.log
}}}
 Где 1 это количество ядер для расчёта, на текущий момент на kodomo параллельное использование GAMESS не реализовано. 
{{{#!wiki caution
Внимание это длительный расчёт, он может занять до 5 минут на каждую задачу. В отчёт занесите информацию с каким базисом вы проводили оптимизацию геометрии.
}}}
 1.#3 На основе полученных координат составьте новые входные файлы для расчёта энергии. Теперь Вам надо будет построить по два файла на каждую молекулу, в первом случае Вы будете вести расчёт методом Хартри-Фока, а во втором используя теорию функционала плотности. Для исползования babel вам надо будет переформатировать log файл gamout в gamin. Для расчёта по Хартри-Фоку надо составить файл с таким заголовком:
{{{#!highlight bash
$CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS   SCFTYP=RHF RUNTYP=ENERGY $END
$BASIS  GBASIS=N31 NGAUSS=6
 POLAR=POPN31 NDFUNC=1 $END
$GUESS  GUESS=HUCKEL $END
$system mwords=2 $end
$DATA
}}}
    В случае теории функционала плотности заголовок будет таким:
{{{#!highlight bash
$CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS   dfttyp=b3lyp RUNTYP=ENERGY $END
$BASIS  GBASIS=N31 NGAUSS=6
 POLAR=POPN31 NDFUNC=1 $END
$GUESS  GUESS=HUCKEL $END
$system mwords=2 $end
$DATA
}}}
 1.#4 Рассчитайте четыре системы: два способа на каждую молекулу.
    Найдите в log файлах расчёта энергии строчку с "TOTAL ENERGY = " и выпишите значения этой энергии в таблицу:
||Вещество||E ,,Naptalene,, || E ,,Azulene,,|| ΔE , Hartree  || ΔE, kCal/mol||
||Хартри-Фок||...||...||...||...||
||DFT||...||...||...||...||
    Определите какой метод лучше если из эксперимента известно, что энергия изомеризации нафталина в азулен составляет 35.3±2.2 kCal/mol

 1.#5 * Запустите Gabedit. Архив программы можно взять [[http://gabedit.sourceforge.net|отсюда]]. Если вы работает в linux в классе достаточно запустить
{{{ 
/home/preps/golovin/progs/Gabedit64/gabedit
}}}

 * Выберите кнопочку с синими/красными шариками. 

 * В новом окне нажмите кнопку "М" -> "Orbitals" -> "Auto" загрузите файл с результатом DFT. 

 * Выберите HOMO орбиталь (HOMO-highest occupied molecular orbital ). Постройте поверхность для этой орбитали.Выберите расположение молекулы и сохраните изображение. 

 * Сделаете тоже самое для LUMO (lowest unoccupied molecular orbital). Добавьте изображения в отчёт. Сделайте выводы о разнице между изомерами на основе полученных изображений.