物性解析
基底構造および遷移構造の自動最適化
● Dr. Jon Baker による OPTIMIZE パッケージの使用
冗長内部座標を利用して高速な収束を実現。力定数行列の初期値は不要。
● 一般的拘束条件による構造最適化
- 結合角、二面角（ねじれ角）、面外角の拘束条件の指定や、直交座標における拘束原子の指定が可能
- 開始時点の構造において、予期される束縛条件の導入は不要
● 直交座標系、Z-matrix 座標系、非局在内部座標系での構造最適化
● エネルギー極小構造および遷移状態構造のための固有ベクトル追跡 (EF 法) アルゴリズム
● エネルギー極小構造のための GDIIS アルゴリズム
平衡構造への収束過程の高速なスピードアップ
● 固有反応座標 (IRC) の追跡
- 平衡構造と遷移状態を反応経路に沿って接続
- MP2 法、および/もしくは、2種類の基底関数の段階的利用への Z ベクトル法の外挿による Ab initio 動力学
- Version 4.0 におけるロバスト性の向上
● 反応経路を効果的に自動探索する Freezing String および Growing String 法
振動スペクトル (Vibrational Spectra)
NMR 遮蔽テンソル (NMR Shielding Tensors)
- 実験的に計測された NMR 信号と構造プロパティとの信頼できる比較を提供する NMR 化学シフト
- 数百単位の原子の取り扱いを可能とする、線形スケーリング法による NMR 化学シフトの計算
電子構造の解析
● NBO (Natural Bond Orbital) version 5.0 による電子密度解析 (population analysis) の高度なアプローチ
関連：NBO について
● Stewart 原子
- 原子識別を分子密度から回復
- 単純化された電子密度表現
- Q-Chem はこの値の計算に RI (resolution of the identity) を使用
● 運動量密度 (Momentum Densities)
- 電子運動量のどれが最も可能性が高いかをプロパティで表示
- コンプトン散乱実験結果との比較を支援
- 電子構造の詳細な図の提供に標準電子密度を補足
● Intracule
- 分子内の位置および運動量に関連するクーロンおよび交換エネルギーについて最も詳細な情報を提供するユニークな２電子分布関数
- 解析的 Wigner Intracule
● Atoms in Molecules Analysis (AIMPAC)
AIMPAC プログラムの使用に最適なアウトプットを Q-Chem で生成できるようになりました。AIMPAC は無償で入手できる AIM 分析ツールです。
溶媒和モデル (Solvation Modeling)
エネルギーの相対論的補正
振動計算を行う場合には、常に Hartree-Fock エネルギーの付加的補正を自動的に計算
- 重原子の厳密な記述に必要
- 電子の光速接近にともなう電子質量増加の近似的取り込み
- Dirack-Fock 理論に準拠
対角断熱補正 (Diagonal Adiabatic Correction)
原子核と電子の動きの断熱分離を説明するボルン・オッペンハイマーの対角補正を計算
分子間相互作用の解析 (Intermolecular Interaction Analysis)
- 分子間相互作用のための完全に局在化した分子軌道をもつ SCF (SCF-MI)
- SCF-MI に続く Roothaan-step (RS) 補正
- エネルギー分割解析 (EDA)
- 電荷移動のための相補的被占-仮想軌道対 (COVP: Complementary occupied-virtual pair) 解析
- 基底関数重なり誤差 (BSSE) の自動計算
その他の解析ツール
- 局在化軌道結合解析 (LOBA) による金属酸化状態の解析
- Johnson と Yang によるアルゴリズムを使用した非共有結合の可視化
- 遷移密度のためのグリッド上の ESP
