1、水中质子的从头计算用 explicit hydrogens 画 H3O+:1. 在 Build 菜单选择 Explicit Hydrogens。2选择 Allow Ions。3. 在 Display 菜单选择 Labels 打开 Labels 对话框。4. 选择 Symbols 单击 OK。5. 在 Build 菜单选择 Default Element 打开周期表，设置氧元素为缺省元素。6. 左键单击 Drawing 工具。画 H3O+1. 左键单击工作区创建氧原子。2. 从氧原子画三个价键得到 H3O。在量子力学计算中添加正电荷：1. 在 Setup 菜单选择 Ab Initio。2. 单击
2、 Options 按钮。3. 设置总电荷（Total charge）值为 1，单击 OK 关闭 Options 对话框。4. 单击 OK 按钮关闭 Ab Initio 对话框。这样就得到了 H3O+。选择基组1. 在 Setup 菜单选择 Ab Initio。2. 为基组选择 Other。3. 按下 Assign Other Basis Set 按钮。4. 从列表中选择 4-31G 单击 OK。5. 为基组选择 Minimal (STO-3G)。6. 选择 Apply Basis Set 接着单击 OK，或者直接选择 OK 关闭 Ab Initio 对话框。观察每个原子应用的基组：1. 在 D
3、isplay 菜单选择 Labels。2. 选择 Basis Set，单击 OK。最小化能量结构计算 H3O+的几何优化：1. 从 Setup 菜单选择 Ab Initio。2. 单击 Options 按钮，保证 Total charge = 1，Spin multiplicity = 1 ， Spin pairing = RHF，Conver-gence limit = 0.01，Iteration limit = 50，Accelerate conver-gence= Yes，为几何优化选择合适的选项。Single Point only 选项在几何优化中不起作用，因而可以是任何值。3. 左
4、键单击 OK 关闭 Options 对话框和 Ab Initio 对话框。4. 从 Compute 菜单中选择 Geometry Optimization。5. 选择 Polak-Ribiere 作为几何优化方法， RMS gradient 值为 0.1，左键单击 OK 开始几何优化。H3O+优化结果为键角 113.74 度键长 0.99 埃。计算优化后 H3O+包括相关能的总能量：1. 从 setup 菜单选择 Ab Initio，选择 Options 按钮并选择计算 MP2 correlation energy，依次单击 OK 关闭对话框。2. 从 Compute 菜单中选择 Single
5、 Point。计算结果：用 STO-3G 基组计算 H3O+总能量，在 SCF 级别为为-47270.57 kcal/mol，在 MP2级别为-47300.98，包括了-30.50 kcal/mol 相关能。质子能量计算 H2O + H+优化的 STO-3G 能量：1. 选择 Drawing 工具，右键单击 H3O+中的一个氢，把它删除形成 H2O。H +的电能是零，所以计算 H2O 的质子能量从 H2O 能量中减去前面计算的 H3O+能量。2. 从 Setup 菜单选择 Ab Initio，选择 Options 按钮，把 Total charge 从 1 改变成 0，接着依次单击 OK 关闭
6、这些对话框。3. 从 compute 菜单选择 Geometry Optimization 优化 H2O，就像前面优化 H3O+一样。优化结果为键角 100.00 度，键长 0.99 埃。用 STO-3G 基组计算 H2O 总能量，在 SCF 级别为为-47041.82 kcal/mol，在 MP2 级别为-47066.21 kcal/mol ，包括了计算的 -24.45 kcal/mol 相关能。得到质子能量在 SCF 级别为 228.75 kcal/mol ，在 MP2 级别为 234.77 kcal/mol。氨振动态和转动态的从头计算构造氨：1. 左键单击 Build 菜单的 Expli
7、cit Hydrogens 使其不被选择。2. 在 Build 菜单选择 Default Element。3. 把缺省元素设置为 N。4. 左键单击 Drawing 工具。5. 左键单击工作区，建立一个 N 原子。6. 在 Build 菜单选择 Add H 和 Model Build，构造 NH3。选择基组1. 在 Display 菜单选择 Labels。2. 选择原子标志为 Basis Set 并单击 OK 关闭对话框。原子标志显示为当前的基组。目前的显示是“None“。3. 从 Setup 菜单选择 Ab Initio。4. 为基组选择 Small (3-21G)接着单击 Apply Ba
8、sis Set。选择 OK。这是每个原子的标志为“3-21G“。5. 用选择工具选择 N 原子。6. 从 Setup 菜单选择 Ab Initio。7. 按下 Advanced Options 按钮，并保证 Number of d Orbitals 选择为 Six。单击 OK 回到 Ab Initio 对话框。8. 按下 Extra Basis Function 按钮，选择 D Shell Type，Exponent 设置为 1.0。依次选择 OK 关闭 Ab Initio 对话框。现在添加了有六个基元 d 形轨道的额外壳层，每个轨道指数为 1.0。9. 右键单击空白区域，取消对 N 原子的选
9、择。现在准备用这个基组对氨进行从头计算。对锥状氨进行振动分析1. 从 Compute 菜单选择 Geometry Optimization，执行 Polak-Ribiere 优化，RMS gradient of 的值为 0.1。更好的 SCF 收敛需要设置为 0.01。这需要更多的时间。结果(H-N-H angle = 106.5 度，N-H bond length = 1.01 埃)非常接近实验值。这是平衡态的基组。2. 从 Compute 菜单选择 Single Point，计算包括 MP2 相关能的总能量。SCF 级别总能量是-35086.49 kcal/mol，包括 MP2 相关能的总
10、能量是-35191.11kcal/mol 。3. 从 Compute 菜单选择 Vibrations，执行优化几何的振动分析。这需要几分钟。4. 从 Compute 菜单选择 Vibrational Spectrum 显示振动光谱。5. 确保选择 Animate Vibrations。单击光谱右侧的最低振动能量，并按下 Apply 按钮。移走光谱窗口，在 HyperChem 就可以看到氨分子最低频振动了。观察其他振动的方法一样。6. 选择最右侧的最低频跃迁。按下 Apply 按钮并单击 OK 关闭振动光谱窗口。用 X-Y 旋转工具旋转氨分子可以彻底观察最低频振动。7. 选择 Cancel 菜单
11、停止振动。从 Display 菜单选择 Labels 取消里面的任何显示标志。从Display 菜单选择 Renderings。单击 IR Vectors 和 OK 显示本征振动模式。用 X-Y 旋转工具旋转氨分子可以彻底观察 IR vectors。8. 从 Compute 菜单选择 Vibrational Spectrum 再次显示振动光谱。单击 breathing 跃迁并按下Apply 按钮观察 IR Vectors 的 breathing 运动。注意：在振动分析计算以前进行执行几何优化是非常重要的，因为基本振动过程假定初始能量是零。乙烯最低电子激发态的从头计算优化乙烯的基态通过前面几个例
12、子的学习，你已经对从头计算有了初步的了解，所以下面的一些指令将省略。用 STO-3G 基组构造乙烯： 1. 在 File 菜单中选择 New，刷新工作区。2. 确保 Explicit Hydrogens 没有选择。3. 从 Default Element 中选择碳，并画一条 C-C 单键。单击碳键中部使它变成双键。4. 从 Build 菜单选择 Add H 和 Model Build 构造乙烯。5. 从 Setup 菜单选择 Ab Initio，并选基组为 Minimal (STO-3G)。同时令 Total charge = 0，Spin multiplicity = 1，Spin pair
13、ing = RHF，Accelerate convergence =Yes，SCF Convergence limit = 0.0001. 按下 CI 按钮选择 CI Method 为 None。优化乙烯基态：1. 选择 Compute 菜单的 Geometry Optimization。选择 Polak-Ribiere 方法，RMS gradient 为0.01。选择 OK 关闭对话框。得到的结果为：C-C bond length：1.31 埃，C-H bond length：1.08 埃，H-C-H angle ：115.7 度。计算相关能：1. 在 Setup 菜单选择 Ab Initi
14、o，按下 Options 按钮并选择 MP2 correlation energy。单击 OK 回到工作区。2. 在 Compute 菜单选择 Single Point。得到结果：SCF 能量：-48364.64 kcal/mol ，MP2 总能量： -48438.61 kcal/mol，包括-74.97kcal/mol 相关能。具体运算结果可能会与这个值有微小的差别。乙烯基态轨道观察乙烯的轨道和轨道能量图：1. 从 Compute 菜单选择 Orbitals。拖鼠标放大最高占据轨道（HOMO）和最低空轨道(LUMO)。这两个轨道归属为 (HOMO)和*(LUMO)轨道。乙烯分子的最低激发态相
15、当于把一个 电子移到 *轨道上。这个 -*跃迁导致激发单重态和三重态。2. 选择这两个轨道，画轨道图。乙烯的 CI 和电子光谱计算乙烯的光谱：1. 从 Setup 菜单选择 Ab Initio。2. 单击 Options 按钮。3. 单击 CI 按钮。4. 选择 CI 方法为 Singly Excited。5. 选择 Energy Criterion 而不是 Orbital Criterion。键入最大值：1000，作为 Maximum Excitation Energy。一直单击 OK 直到回到工作区。当执行单重激发 CI 计算的时候，把大量潜在的组态混合在一起。这些组态涉及单电子激发，需要
16、决定包括多少行列式。这可以通过定义有多少占据轨道和空轨道或者定义与两个轨道之间的能量差有关的 energy criterion 来确定。这里选择 1000 将包括 CI 中所有的单重激发组态。6. 从 Compute 菜单选择 Single Point。7. 计算结束，选择 Compute 菜单中的 Electronic Spectrum。最强峰位于 52.7 nm 与 -*跃迁无关。最低能量跃迁(波长最长)位于最右端的 313.7 nm ，是三重 -*跃迁。当然，这是一个禁戒跃迁（一级近似） 。最低能量允许跃迁位于 106.4 nm，是单重 -*跃迁。乙烯三重态的几何与能量由于乙烯的最低激发
17、态（三重）与基态（单重）自旋不同，所以可以用 HyperChem 很容易的计算出优化的 SCF 波函数。当激发态和基态有相同的对称性的时候，这不是一个简单的计算，目前 Hyper-Chem 还不能够完成这个计算，除非像上面完成的一样，基态提供了 CI 信息。而三重态就可以直接做计算。计算三重态乙烯的几何：1. 在工作区构造一个乙烯。我们前面已经得到了这样一个乙烯基态的优化结构。2. 在平面乙烯上选择扭转角，接着在 Edit 菜单选择 Set Bond Torsion 把扭转角变成 30。3. 在 Setup 菜单选择 Ab Initio 并设置 Spin Multiplicity=3，Spin
18、 Pairing=UHF。设置 SCF convergence=0.0001，同时保证使用的是 Minimal (STO-3G)基组。单击 OK 返回工作区。4. 从 Compute 菜单选择 Geometry optimization。设置 RMS gradient=0.01。结果是：激发三重态从基态扭曲到 90 度。C-C 双键从 1.31 埃伸展到 1.49 埃。C-H 距离仍旧保持 1.08 埃。H-C-H 角为 117.8 度。计算绝热激发能：1. 在 Ab Initio 中按下 Options 按钮，选择 MP2 correlation energy。选择 OK 回到工作区。2.
19、在 Compute 菜单选择 Single Point。优化的三重激发态 SCF 能量为 -48328.65 kcal/mol，比优化的单重基态高 35.99 kcal/mol (794.4 nm) 。这是绝热激发能。激发三重态的 MP2 相关能(-45.02 kcal/mol)远远小于基态的这个能量(-74.43 kcal/mol)。所以，考虑到相关影响，绝热激发能是 65.84 kcal/mol (434.3 nm)。水分子轨道计算构造水分子1. 在 Display 菜单，确保 Show Hydrogens 打开，Rendering 对话框 Sticks 栏中的 Perspective关闭
20、。2. 关闭 Default Element 对话框中的 Explicit Hydrogens，设置缺省元素为 O。3. 在工作区画一个氧原子。4. 双击 Selection 激活 Model Builder。它自动为氧原子添加氢原子。5. 设置 Label 添加元素符号。结果是这样：HOH键角是 109 度。结构校准1. 在 Edit 菜单选择 Align Molecules。2. 在 Align 对话框选择 Secondary，With 对话框选择 Y Axis。3. 关闭 Minor Axis。4. 选择 OK。得到这样的水分子：H H O5. 把这个结构保存为 h2o.hin。显示原子
21、电荷1. 打开 Labels 对话框。2. 把 Charge 作为 Atom 的选项，单击 OK。计算波函1. 在 Setup 菜单选择 Semi-empirical。2. 选择 CNDO 方法。选择 Options。当然也可以选择其他方法。3. 在 Semi-empirical 的 Options 的对话框中使用下面的值：Total charge: 0, Spin multiplicity: 1, Spin Pairing: RHF,State: Lowest, Convergence limit: 0.0001, Iteration limit: 50,Accelerate converg
22、ence: NO。这意味着两次叠代计算的值的差小于 0.0001 kcal/mol，叠代次数已经达到了最大的次数 50 次。4. 选择 OK 回到工作区。5. 选择 Compute 菜单中的 Single Point。结果：能量，梯度，和原子电荷如图所示：0.145 0.145 -0.290窗口左下角：Energy=-320.414117, Gradient=124.385845, Symmetry=C2V(结果可能会有略微差别。)画电势1. 取消 labels 显示。2. 从 Compute 菜单选择 Plot Molecular Properties，打开 Plot Molecular P
23、roperties Options 对话框。3. 选择 Electrostatic Potentia 和 2D Contours。4. 单击 Contour Grid 标签显示栅格。5. 设置 Horizontal grid points 为 60。6. 设置 Vertical grid points 为 60。7. 设置 Contour levels 为 30。8. 设置 Plane Offset 为 0.5 埃。9. 选择 OK 开始计算。10. 一会儿，将会显示静电电位。11. 重新打开 Plot Molecular Properties Options 对话框指定 3D Isosurf
24、ace 取代 2D Contours。12. 单击 Isosurface Rendering 标签显示 Isosurface Rendering 属性菜单。在 Electrostatic potential contour value 文本框中指定值为 0.1，选择 Rendering 类型为 Shaded surface。13. 单击 Isosurface Grid 标签显示 Isosurface Grid 属性菜单。设置为 Medium grid。14. 单击 OK 开始计算。15. 重新打开 Plot Molecular Properties Options 对话框指定 3D Mappe
25、d Isosurface。16. 单击 Isosurface Rendering 标签。在文本框指定 Total charge density contour value 为0.135，选择 Gouraud shaded surface 作为 Rendering 类型。17. 单击 Mapped Function 标签。指定 Minimum 值为-1.0，Maximum 值为 1.0，并保证Display Range Legend 选项打开。18. 单击 OK 开始计算。画总电荷密度由于 HyperChem 中的半经验方法不包括内层电子，显示的电荷密度是价电荷密度。画总电荷密度：1. 打开 P
26、lot Molecular Properties 对话框。2. 选择 Total Charge Density 类型，选择 2D Contours，单击 OK 关闭这个对话框。总电荷密度也可以显示为 3D Surface，但不能用 Mapped 3D Surface。一HyperChem 的功能1 构造分子2 优化分子结构3 研究分子反应4 观察轨道和电子图谱5 评估化学反应路径和化工机械装置6 研究分子动力学HyperChem 的功能是非常多的。限于本人的专业方向，化学反应不是我关心的，我只介绍 HyperChem 在分子光谱学方面的应用，并且其中很多关于红外、拉曼光谱以及晶体的内容被我略掉
27、了，感兴趣的自己去摸索吧。另外， HyperChem 的帮助文件其实就是一本 HyperChem 入门的傻瓜书。而HyperChem 自带的几个 PDF 文件每个都有三五百页，既有 HyperChem 入门教材，又有量子化学的参考书籍。现在国内量化方面的书籍很少，而英文的新书几乎就见不到。所以这些东西对学习量子化学肯定会有帮助的。Hyperchem 详细介绍及更详尽的使用方法，见 Referenc.pdf 和 Getstart.pdf 文件。还有最重要的一点，我用的 HyperChem 是 6.0 版。二可能遇到的量子化学名词术语1. RHF 和 UHF：（自旋）限制的 (restricted
28、)和非限制(unrestricted)的Hartree-Fock 方法2. GTO： Gaussian type orbitals，高斯基组3. STO： Slater 型轨道函数4. LCAO-MO 方法：将分子轨道表达为原子轨道现行组合的方法；分离原子极限法5. HOMO： 最高占据分子轨道6. LUMO： 最低未占据分子轨道7. CI： Configuration Interaction，组态相互作用8. SCF： Self-consistent field ，自恰场9. MCSCF： 多组态自恰场方法三分子电子态的理论及其量子化学计算的实现HyperChem 用自旋状态描述电子态(也就
29、是多重度，即 2S+1)，如：单重态(S=0 ，2S+1=1)，双重态(S=1/2，2S+1=2) ，三重态 (S=1，2S+1=3)，或者四重态(S=3/2，2S+1=4)。把这些态看作有 0、1、2 或者 3 个未成对电子。偶数的电子导致单重态或者三重态，而奇数的电子导致双重态或者四重态。HyperChem 不考虑更高的多重度，像五重态，等等。分子基态电子态通常不应该是四重态，正常情况应该是单重态、双重态或者三重态。其他所有态都是激发态。偶数个电子的系统基态正常情况应该是单重态，但是三重态的基态也是可能的， 这和分子轨道排列有关。例如，有一个成功的分子轨道理论解释了为什么氧分子有三重态的基
30、态(HOMO 简并，并且被两个电子占据 )。有奇数个未成对电子的分子(自由基) 基态一般是双重态。HyperChem 半经验方法计算通常要求一个给定多重度的最低能态或者一个给定多重度的次最低能态。由于大多数偶数个电子的分子是没有未成对电子的闭壳层单重态，所以只有最低的三重态是可用的，而次最低三重态是不可用的。例如，苯有偶数电子并且基态是闭壳层单重态。可以计算基态(最低单重态)，第一单重激发态( 次最低单重态)，或者第一三重激发态(最低三重态)。简而言之，当 HOMO 被两个电子占据，或者一个电子占据 HOMO 而另一个在 LUMO， 将产生单重或三重激发态。对于双重态和四重态，只有给定多重度的
31、最低态是可用的。对开壳层 RHF 半经验计算，half-electron 方法相当于一个闭壳层计算。例如，如果计算最低双重态，包含未成对电子的轨道实际上被两个自旋相反的 1/2 电子占据。这就是说闭壳层 Hartree-Fock 计算可以用来决定轨道。对闭壳层 SCF 能量的一个修正是完全描述双重态。对于偶数电子和闭壳层基态的分子而言，这意味着第一单重激发态和三重激发态有一样的轨道 都用HOMO 和 LUMO 轨道成对的 1/2 电子计算。然而，这个修正应用于计算 1/2-电子态的能量将导致三重态比单重态低。UHF 只允许给定多重度的最低态计算。例如，可以用 UHF 计算苯的最低三重激发态，则
32、不能用来计算单重激发态。这是由于 HyperChem 中的 UHF 不允许任意的轨道占据，也不执行允许描述多重态的 CI 计算。对 RHF 来说，可以计算 CI 波函数。这种计算由一系列计算出来的 RHF 轨道开始，或者从最低单重(双重 )，或者从半电子的单重和三重 (双重和四重)轨道。这种初始计算作为参考态使用。从参考态，一套微观态产生了。轨道标准（orbital criterion）或者能量标准（energy criterion ）可以用来选择这些微观态。一套更准确的电子态可以通过这些微观态适当的线性组合构成。从 CI 计算的这些态的结果可以通过 log 文件察看。当使用 CI 的时候，优
33、化和分子动力学任务不能被执行。当 CI 计算完成的时候，能量梯度(以及几何优化和分子动力学 )不能使用。因为在这种情况下，做任何几何优化都需要另一个态或程序，而进行的 CI 计算只能获得光谱信息，像紫外 可见光谱。四分子光谱1振动分析和红外光谱振动频率的性质随使用的 semi-empirical 方法而变化。一般来说，AM1 和PM3 比基于 CNDO 或 INDO 方法更接近试验结果。如果在拉曼光谱中出现负频率，说明这不是分子能量最小的结构。一个有效的最小能量结构只有正频率。这些方法中，PM3 方法最接近实验值，误差一般在 10%。下面的表显示了计算 CO2基频的准确度(cm -1 )：No
34、rmal Mode CNDO INDO AM1 PM3 Experimentbend 571 553 525 521 667asymmetric stretch 1888 2080 1480 1406 1340symmetric stretch 6427 5737 2565 2386 23492紫外可见光谱用 PM3 方法， HyperChem 计算乙烯最强跃迁吸收波长是 207 nm，十分接近实验值 190-200 nm。在使用 HyperChem 计算完电子光谱之后，可以使用下表标记计算的跃迁和定性地评估计算准确度：Substrates Absorption maxima (nm)Simp
35、le alkenes 190-200Acyclic dienes 220-250Cyclic dienes 250-270Styrenes 270-300Saturated ketones 270-280,-Unsaturated ketones 310-330Aromatic ketones and aldehydes 280-300Aromatic compounds 250-280五电子光谱计算过程紫外 可见光谱学的应用包括光化学，光生物学，光物理学以及分析光谱等多种学科。在用 singly excited CI 进行 semi-empirical Single Point计算之后，使用
36、 Electronic Spectrum 命令计算 UV-visible 或者电子光谱。除了 Extended Hckel 不能使用外，可以使用 ab initio 或者 semi-empirical方法。要想生成 UV-visible 光谱，首先必须使用选择的 semi-empirical 方法进行 singly excited CI 计算。计算过程：1. 选择 semi-empirical 或者 ab initio 方法并为 CI 选择 Singly Excited。需要在 CI 选项对话框中指定至少一个占据轨道和至少一个未占据轨道，或者指定一个至少和 HOMO-LUMO 间隔一样大的能量
37、标准。否则得不到光谱。一般来说，当包括更多的轨道或者增加能量标准的时候，计算花费的时间更长，而光谱结果反而更准确。2. 在 Compute 菜单中选择 Single Point。HyperChem 完成 SCF 计算获得与分子单重基态有关的参考电子组态。接下来，HyperChem 产生一系列单重激发组态，计算其中的哈密顿矩阵元素，接着把矩阵对角化得到电子态光谱。3. 计算结束后，选择 Compute 菜单的 Electronic Spectrum。这将打开 Electronic Spectrum 对话框。对话框中出现两套线(跃迁)。顶部显示所有的电子激发态(单重态和三重态) ；底部仅显示光谱活
38、性的电子态及其相对强度。4. 左键单击不同的线或者使用 1，2 键得到这些线的信息。六HyperChem 的 Configuration Interaction（CI）对话框CI 计算可以用来改善波函数的品质和态能量。SCF 能级计算是建立在单电子模型基础上的，其中每个电子是在由分子中其他 n-1 个电子建立的平均场中运动的。CI 计算可能是超过 SCF 最广泛使用的计算方法。 SCF 计算生成一个描述电子占据轨道的组态。其他组态可以通过把电子从占据轨道激发到虚的(未占据)轨道，由这个参考组态产生。 CI 计算产生一套改善的态，每个态由这些组态的线性组合表示。使用 CI 对话框可以控制 CI
39、计算的设置。要访问这个对话框，选择 Semi-empirical 对话框 Option 选项中的 CI。CI Method 的选项有： None，Singly Excited 和 Microstate。None如果不想使用 CI 选择 None。Singly Excited在 CI 计算中仅包括单重激发组态。Microstate包括多重激发态，也包括单重激发态。Orbital CriterionOccupied从 HOMO 开始到那些激发电子的占据轨道范围。Unoccupied从 LUMO 开始到那些激发电子的虚拟轨道范围。Energy CriterionMaximum ExcitationC
40、I 计算中占据轨道和未占据轨道之间最高轨道能量差(eV)。MaximumEnergy 越高，CI 计算中包括的组态数越多。七一个例子：计算双原子分子 InCl 的电子光谱1. 画出 InCl 分子。选择 Build 菜单中的 Default Element 对话框，从元素周期表中选择 In。关闭周期表，选择工具栏中的 Draw 工具（从左数第一个），在工作区画出一个 In 原子。用同样的方法画出 Cl 原子，并把 In 和 Cl 连接。用 Select工具（从左数第二个）选中分子之间的连线，使它变成绿色，在 Build菜单 Constrain Bond Length 对话框中给定 InCl 键
41、长。InCl 分子就画好了。此外，还可以在 Display 菜单 Labels 对话框中规定 Atoms 显示 Symbol，Bonds 显示 Bond Length。这样就会显示元素符号和键长了。2. 双击工具栏 Select 图标构造分子模型。Cl|注意，不要把分子变成 InH H如何做到这一点呢？我的经验是，在进行第一步的时候，先画 In 原子，再把缺省原子定义为 Cl，然后用 Draw 工具从 In 原子连出一条线，就成了In-H。在 H 原子的位置点一下，In-H 就变成了 In-Cl，这样在进行第二步时就不会出现上面的那种四原子分子结构了。另外，虽然没有第二步也可以出结果，但极有可
42、能是错的。3. 选择 Setup 菜单中的 Semi-empirical。4. 选择 PM3，接着左键单击 Options。5. 在 Semi-empirical 的 Options 对话框中，选择 RHF(计算电子光谱必须选择RHF)，设置 Total charge，Spin multiplicity，并选择 Lowest state。6. 选择 CI。7. 选择 Singly Excited 作为 CI Method。Singly Excited 是计算光谱能量最有效的方法。8. 选择 Orbital Criterion，指定 Occupied 和 Unoccupied 轨道。也可以使用E
43、nergy Criterion。9. 选择 OK 按钮依次关闭所有对话框，接着从 Compute 菜单选择 Single Point进行计算。10. 计算完成后，从 Compute 菜单选择 Electronic Spectrum。11. 左键单击右下部的线，这条线会变成紫色，说明被选择了。HyperChem在对话框底部就会显示这个跃迁的信息。InCl 计算结果：计算光谱波长（nm） 实验波长（nm） 偏差A3 态基态 X1 态 382 344 +11%B3 态基态 X1 态 354 334 +6%C1 态 基态 X1 态 299 265 +13%目前还没有人对 InCl 电子态进行系统的的计
44、算。作为比较，下面给出近几年国外计算的 GaCl 电子态（与 InCl 结构近似）结果与实验的偏差：A3 态和 B3 态 基态 X1 态 -17%C1 态 基态 X1 态 -5%可见，用 HyperChem 算出的结果还是不错的。八总结虽然在大学本科学习了量子力学以及原子、分子物理的一些知识，但我毕竟没有系统学习过量子化学，所以现在还有很多东西没搞清楚。加上才接触这个软件不久，有些问题可能理解的不对，所以上面 InCl 的结果可能还有毛病。但无论如何，HyperChem 确实是搞固体物理和分子研究的人有必要了解的好东西（我前面说过，HyperChem 可以研究包括晶体、红外、拉曼的很多东西）。即使是算不出来什么结果，HyperChem 对于加深对这方面知识的理解，以及阅读涉及到这类内容的科技文献，也是很有帮助的。
