Molpro

  Molpro

        Molpro是一款功能全面的量子化学计算软件,其优势在于对电子结构的高精度计算,并且提供的算法更加全面,包括密度泛函DFT、微扰理论MPn、多参考组态相互作用(MR-CI)、耦合簇(CC)以及其他相关方法,是国际上广泛应用的专业级量化计算软件。
          Molpro软件的作者H. -J. Werner教授是国际量子分子科学院(International Academy of Quantum Molecular Science)院士,并且自1995年以来一直担任Int. Rev. Phys. Chem.和Phys. Chem. Chem. Phys.等多种期刊的编辑,精于理论化学的算法研究。H.-J. Werner教授和P. Knowles教授从编程层面上对Molpro的运算模块做了大量优化,因此Molpro可以说是目前计算速度最快的量化软件之一。这尤其体现在处理激发态的时候,Molpro用MR-CI方法通常只需10个循环即可自洽收敛,而不会像其它软件常用的CASSCF方法那样难以收敛,并且MR-CI的计算结果更加精确。

 

Molpro2012.1新功能:

新的方法包括:

  • 准变分耦合簇方法
  • RS2-F12与MRCI-F12
  • 扩展CASPT2
  • 扩展显关联耦合簇方法
  • OSV-LCCSD(T)、SAPT(CCSD)
  • 激发态的局域方法
  • FCIQMC: 随机Full CI

在功能上的增加:

  • 使用基于DF-LMP2的GIAOs计算NMR屏蔽张量
  • Ab Initio Multiple Spawning Dynamics
  • CCSD, DF-MP2, DF-CASSCF, DF-RS2梯度计算

在效率与精度上的改进:

  • 新的内收缩MRCI代码MRCIC
  • 密度拟合加速CASSCF和CASPT2、LCCSD(T)、LUCCSD(T)、LRPA、LMP2-F12、LCCSD(T)-F12
  • 对高自旋开壳层体系,改进了SCF算法

 基本功能列表

  • 有效核势(ECP)和核极化势(CPP)。
  • 闭壳层和开壳层(包括自旋约束和非约束)自洽场方法(RHF、UHF)。
  • Kohn-Sham框架下的密度泛函理论(DFT),支持大量广义梯度近似(GGA)交换泛函和相关泛函。
  • 闭壳层单参考态电子相关方法:Moller-Plesset微扰理论(MP2-MP4)、耦合簇方法(CCSD(T))、二次组态相互作用方法(QCISD(T)以及Brueckner耦合簇方法BCCD(T));
  • 开壳层单参考态电子相关方法:开壳层自旋非限制与自旋限制的MP2方法(UHF-UMP2、 ROHF-RMP2)、(部分约束的)开壳层耦合簇方法(RHF-UCCSD(T)、RHF-RCCSD(T))。
  • 计算量相对于分子尺度增长为线性标度的局域电子相关方法:LMP2、LQCISD(T)、 LCCSD(T)。
  • 开壳层和闭壳层的直接相关(Explicitly correlated)方法:MP2-F12、LMP2-F12、 CCSD(T)-F12。
  • 可以直接计算激发能的CIS、CC2和EOM-CCSD方法。
  • 多组态自洽场(MCSCF)方法,包括CASSCF和RASSCF,并可以处理一般态平均(general state-averaged)的能量泛函。
  • 内部收缩的多参考态组态相互作用(MRCI),包括多种变形,例如:MR-ACPF,MR-AQCC。
  • 一般的多参考态二阶与三阶微扰理论(MRPT2/CASPT2、MP-PT3/CASPT3),多态(multistate)CASPT2。
  • 全组态相互作用方法(FCI)。
  • 使用直接积分技术(Integral-direct)的Hartree-Fock、DFT、MCSCF和电子对相关方法(MPn、CCSD、MRCI)。
  • 使用密度拟合技术(Density Fitting)的Hartree-Fock、DFT、MP2、LMP2、LCCSD(T)、 MP2-F12、 LMP2-F12方法。
  • 可以计算解析能量梯度的方法有:SCF、DFT、MP2、QCISD(T)、LMP2、LQCISD、SA-MCSCF/CASSCF以及MR-PT2/CASPT2。密度拟合方法已应用于SCF、DFT和LMP2的梯度计算。
  • 闭壳层HF和(single state)MCSCF/CASSCF的解析能量二阶导数(Hessians)。
  • 在所有方法中都能计算数值能量梯度和数值能量二阶导数(Hessians)。
  • 自动进行几何构型优化、过渡态寻找、反应路径跟踪。
  • MCSCF的解析非绝热耦合(non-adiabatic coupling)矩阵元计算,MRCI的数值非绝热耦合矩阵元计算。
  • 自动计算简谐和非简谐振动频率、振动强度和热力学性质。
  • 点电荷阵列的能量梯度(为做QM/MM优化)。

性质计算 & 波函数分析

  • 以下方法可以计算多种单电子性质:HF、DFT、MCSCF/CASSCF、MRCI、EOM-CCSD。使用以下方法计算多种跃迁性质:MCSCF/CASSCF、MRCI、EOMCCSD(CASSCF和MRCI也可计算不同的轨道组成的波函数之间的跃迁)。MCSCF/ CASSCF能计算一些双电子性质(例如角动量算符)。
  • CASSCF和MRCI的自旋-轨道耦合(spin-orbit coupling)。使用有效核势方法或使用Breit- Pauli形式。
  • Mulliken电荷分析和多极矩分布分析。
  • NBO分析。
  • CASSCF波函数的价键(Valence-Bond)分析和能量最优化的价键波函数计算。
  • 轨道局域化(Boys,Pipek-Mezey)。

图形显示计算结果

最新版Molpro 提供可视化工具MolproView,可用来直观地显示计算结果。MolproView的使用非常简单,它能够自动识别Molpro 的标准输出文件,根据其中的XML标记将计算结果转化为便于阅读的常规网页格式,并可利用jmol插件显示分子三维模型。

 

目前MolproView可用于显示以下项目:

1、单点能计算和频率分析的结果;
2、几何优化过程中的分子构型和能量变化;
3、势能面扫描结果;
4、三维结构信息,如分子轨道的形状等;