Gaussian - 量子化学综合软件包
面向量子化学、电子结构、分子性质、反应机理与光谱计算
Gaussian 是一套电子结构建模与量子化学计算程序，可从量子力学基本定律出发，预测化合物和化学反应的能量、分子结构、振动频率及多种分子性质。
软件可研究稳定物种，也可用于实验中难以直接观察的短寿命中间体、过渡态和其他体系。用户可进行结构优化、过渡态搜索、固有反应坐标（IRC）计算、反应能与能垒分析，并结合多种理论方法研究基态、激发态、溶液环境和大分子体系。
基础计算与分子性质
结构优化与反应路径
支持分子结构和过渡态结构优化，可检验驻点属于极小点还是过渡结构，并沿固有反应坐标追踪与过渡结构相连的反应物和产物。
能量与热化学
可计算分子能量、反应能、能垒、溶剂化自由能，并开展热化学分析。
电子结构与电性质
可预测原子电荷、电子密度、静电势、静电势拟合电荷、分子轨道、偶极矩、多极矩、极化率和超极化率等。
电离与磁学相关性质
支持电子亲和能、电离势、反铁磁耦合、超精细耦合常数、超精细谱张量和 NMR 屏蔽及化学位移等计算。
溶液化学建模
溶剂环境可能改变分子结构、分子性质、异构体相对能量和构象相对丰度。Gaussian 可在溶液环境中预测分子性质，并可将溶剂化处理用于基态、激发态以及 ONIOM 模型。
SCRF 自洽反应场
- 通过处理空腔外的逸出电荷密度，描述空腔内部的溶剂响应。
- 采用连续表面电荷形式，使反应场及其对原子位置和外部扰动场的导数保持连续。
- 激发态计算支持平衡与非平衡溶剂化，用于区分溶剂电子极化和溶剂分子重排两类响应过程。
- 外部迭代过程可用于激发态反应场的部分弛豫，适用于荧光和磷光相关处理。
SMD 溶剂化模型
SMD 是基于 SCRF 的溶剂化模型，可用于预测溶剂化自由能。对同一化合物在不同溶剂中的计算，可用于研究相对溶解性以及溶液中的反应能。
结构与性质随溶液环境变化
酚酞案例展示了酸性和碱性环境中分子结构变化与颜色变化之间的关系。
溶致变色
可研究溶剂环境对基态和激发态相对能量的影响，并结合 TD-DFT 预测结果分析吸收峰随溶剂极性发生的变化。
大体系与 ONIOM
ONIOM 可将大型分子划分为两层或三层，并在不同层使用不同计算方法，以 QM:MM 或 QM:QM 方式研究难以整体采用同一理论水平处理的体系。
分层模型
不同层可选择不同方法，并支持能量、结构优化和频率计算；整个体系的振动频率计算可包含 MM 耦合项。
反应与激发态
支持 IRC、波函数稳定性测试与优化、分子性质计算和激发态 ONIOM 模型，也可为不同层指定不同的初始猜测。
蛋白质环境与酶反应
可将反应中心或发色团置于较高理论层级，同时保留蛋白质环境，用于酶反应、光化学过程和生物分子相关研究。
配体、表面与催化体系
可用于具有较大柔性配体的体系、表面与表面反应模型、有机及有机金属反应机理、取代基效应和均相催化研究。
激发态化学
Gaussian 可计算 UV-Visible 光谱，研究激发态势能面上的过程与反应，并预测振电吸收和发射光谱；相关计算可在气相或溶液环境中进行。
- TD-DFT：解析频率可用于激发态过渡结构优化、IRC 计算和振电光谱预测。
- EOM-CCSD：解析梯度可用于需要相应激发态处理的分子结构优化。
- CASSCF：可用于多参考效应较为重要的结构，资料中列出的活动空间支持至 16 个轨道。
生物发光与荧光蛋白
原厂案例包括萤火虫生物发光和绿色荧光蛋白质子转移，可结合 TD-DFT、解析频率和 ONIOM 研究激发态过程及蛋白质环境影响。
吸收与共振拉曼光谱
原厂示例展示了一光子吸收光谱的计算与实验比较，以及钌配合物在乙腈溶液中的共振拉曼光谱计算。
光谱建模
电子结构计算所得光谱可用于辅助实验峰归属，并比较计算与实验中的峰位置和强度。Gaussian 支持气相和溶液环境中的多种光谱及相关常数计算。
振动与拉曼光谱
IR、Raman、VCD、ROA、预共振 Raman 和共振 Raman；IR、Raman、VCD 与 ROA 支持非谐分析。
核磁共振
支持 NMR 屏蔽、化学位移和自旋-自旋耦合常数计算，并可采用两步计算处理 Fermi contact 项。
电子与手性光谱
支持 UV/Visible、ECD、CPL、ORD，以及通过 Franck-Condon 和 Herzberg-Teller 分析得到的激发态振电吸收与发射光谱。
超精细与微波谱学
可计算超精细耦合与相关张量，用于辅助预测跃迁、峰归属及实验结果拟合。
理论方法与基组
计算设置与结果查看
片段与波函数分析
可在分子中定义片段，用于反铁磁耦合和 counterpoise 校正等处理；波函数稳定性分析可检查是否存在能量更低的 SCF 解。
优化辅助与结构约束
几何优化可按指定步数重新计算力常数，并可从 checkpoint 文件读取任意优化步骤的结构。广义内部坐标（GIC）可用于结构约束和松弛势能面扫描。
GaussView 图形化查看
Gaussian 结果可结合 GaussView 查看，包括分子标注与属性着色、NMR 和振动光谱图、分子轨道与电子密度表面或等值线，以及简正模式、IRC 路径和几何优化动画。
脚本与程序衔接
资料列出了面向 Fortran、C、Python 和 Perl 的程序接口工具，可用于相关作业自动运行、结果后处理、中间数据交换以及新模型或方法的原型工作。
GaussView 片段选择示意
GaussView 批量文件操作示意
运行与授权信息
| 平台范围 | 提供面向 UNIX、Linux、macOS 和 Windows 计算机系统的授权版本，具体要求需按相应平台文档确认。 |
|---|---|
| 科学功能 | 各授权平台版本包含相同的科学与建模功能，不设置计算规模方面的人为限制；可处理规模取决于计算资源。 |
| 可视化配合 | 计算结果可结合 GaussView 进行图形化查看与分析。 |
服务支持
可提供正版授权采购、授权代理服务、软件报价咨询、项目部署建议、授权续费和售后技术支持服务。
采购说明
产品价格会因购买数量、版本类型、用户类型、授权方式、所选规格及活动情况等因素发生变化。如需报价，请以双方确认的实际成交价格为准。
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