Занятие 2.

1.Как и в прошлом задании построим и оптимизируем с помощью MOPAC структуры нафталена и азулена. Просмотрим полученную структуры в PyMol. Проверим плоскость геометрии ароматических систем, если оказалось, что молекула не плоская, то попробуем разные силовые поля MMFF94, MMFF94s, UFF в obgen. Получила плоскую структуру, применив силовое поле UFF:

obgen myfile.smi -ff UFF > my.mol 

Просмотрим полученную структуру в PyMol, 
сохраним результат как pdb.

   Азулен

   Нафтален
Молекулы плоские
 

 В результате получили два файла: 

nap_opt.out

azu_opt.out. 
С помощью babel переформатируем координаты в gamin формат и имя файла например nap_opt.inp . И сделаем так, что бы заголовок выглядел так:
 $CONTRL COORD=CART UNITS=ANGS   SCFTYP=RHF RUNTYP=OPTIMIZE $END
 $BASIS  GBASIS=N31 NGAUSS=6  $end
 $system mwords=2 $end
 $DATA


nap_opt.inp

azu_opt.inp 

Это и будут входные файлы для оптимизации геометрии средствами GAMESS. 

2. Проведем оптимизацию геометрии для обоих молекул. 
     Для этого запустим GAMESS следующим образом:
 gms nap_opt.inp  1 >& nap_opt.log 
 gms azu_opt.inp  1 >& azu_opt.log


nap_opt.log

azu_opt.log 

Оптимизация проводилась с базисом N31
 На основе полученных координат составим новые входные файлы для расчёта энергии.
    Теперь надо будет построить по два файла на каждую молекулу, 
    в первом случае расчёт методом Хартри-Фока, а во втором, используя теорию функционала плотности. 
    Для исползования babel надо будет переформатировать log файл gamout в gamin (azu1_opt.inp, nap1_opt.inp).
    Для расчёта по Хартри-Фоку надо составить файл с таким заголовком :

 $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:
 $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

Рассчитаем четыре системы: два способа на каждую молекулу. 

nap_hf.log

azu_hf.log 


nap_dft.log

azu_dft.log 


Найдем в log файлах расчёта энергии строчку с "TOTAL ENERGY = " и выпишем 
    значения этой энергии в таблицу: 
 


    


    
Вещество
    
Хартри-Фок 
     
DFT 

    
    

    
 Нафтален
    
-383.3546611998
-385.6400108661

    

    

    
Азулен
    
-383.2824690384
-385.5857491497

    

    
Δ, Hartree 
    
0.0722
0.0543
    

    
Δ, kCal/mol 
    
45.3062
34.0738

    

        
Определим какой метод лучше, 
если из эксперимента известно, 
что энергия изомеризации нафталина 
в азулен составляет 35.3±2.2 kCal/mol 

Метод теории функционала (dft) лучше, т.к. его результат ближе к экспериментальному значению.