Ab initio вычисления

1
C помощью MOPAC были оптимизированы структуры нафталена и азулена:

На основе аннотации SMILES нафталена и азулена были созданы файлы naph.smi и azu.smi соответственно
C помощью obgen были созданы файлы с 3D структурами молекул naph.mol и azu.mol (молекула азулена первоначально оказалась неплоской, для исправления в obgen было задано силовое поле UFF).
Изображения (нафтален слева, азулен справа, обе молекулы плоские):
С помощью babel файлы со структурами были переформатированы во входные для MOPAC файлы naph_opt.mop и azu_opt.mop. После запуска MOPAC были получены файлы naph_opt.out и azu_opt.out.
С помощью babel координаты были переформатированы в gamin формат, полученные файлы naph_opt.inp и azu_opt.inp. Это входные файлы для оптимизации геометрии средствами GAMESS.

2
Была проведена оптимизация геометрии для обеих молекул с помощью GAMESS:

 gms naph_opt.inp  1 >& naph_opt.log 
 gms azu_opt.inp  1 >& azu_opt.log

Полученные файлы naph_opt.log и azu_opt.log

3
На основе полученных координат были составлены новые входные файлы для расчёта энергии. Были построены по два файла на каждую молекулу, в первом случае для расчёта методом Хартри-Фока, во втором - с помощью теории функционала плотности. Для расчёта по Хартри-Фоку файл с 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

Для рассчета с помощью теории функционала плотности заголовок файла

 $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

Полученные файлы для рассчета: naph_HF.inp, naph_func.inp, azu_HF.inp, azu_func.inp.
Были рассчитаны четыре системы: два способа на каждую молекулу.

4
Из log файлов расчёта энергии из строки "TOTAL ENERGY = " были выписаны значения энергии в таблицу:

Вещество	Хартри-Фок	DFT
Naphthalene	-383.3546611998	-385.6400108661
Azulene	-383.2824690384	-385.5857491497
Δ,Hartree	0.072192	0.054262
Δ,kCal/mol	45.30	34.05

Энергия изомеризации нафталина в азулен составляет 35.3±2.2 kCal/mol. Более близкое к экспериментальному значение дает рассчет с помощью теории функционала плотности.