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MOPAC
MOPAC 最著名的半经验分子轨道程序包。MOPAC从1981年由J. J. P. Stewart开始开发，最早基于Dewar和Thiel的NDDO方法。MOPAC 2007是目前唯一由J. J. P. Stewart维护的MOPAC版本。MOPAC 2007（即MOPAC 7.2）增加了PM6，但缺少MINDO/3，PM5，解析导数，Tomasi溶剂模型和系间穿越。MOPAC 是一款面向实验化学家的半经验量子化学程序，以 AM1/PM3/PM6/PM7 等 NDDO 型哈密顿量快速计算含上千至近万原子的能量、结构、振动、过渡态、激发态与溶剂化性质，并凭借 MOZYME 线性标度 SCF 和周期边界功能，可用于有机、生化、材料体系的高通量筛选或动力学模拟。
MOPAC 2016的新功能：
功能
大分子/生物分子操作增强
一键对蛋白质等巨型体系进行指定残基或原子的电离/去电离
支持两套结构叠合与 RMSD 计算，方便对比构象差异
输入语法简化，可直接用残基名或原子编号选取片段，无需手动列序号
过渡态定位进一步稳健
优化了 TS 搜索算法，对酶催化、蛋白-配体反应等柔性体系初始 Hessian 更鲁棒，减少“跑偏”概率
维护与兼容性更新
持续修正 2012 版发现的严重 bug（与 MOZYME、PM7 参数相关的梯度异常、内存泄漏等）
提供 64-bit Windows / macOS / Linux 可执行文件，支持最大 18,000 原子（MOZYME 线性标度 SCF）
此外，MOPAC2016 仍完整继承 2012 版全部方法：
半经验哈密顿：AM1、PM3、PM6、PM7、PM7-TS、RM1、MNDO-d 等
MOZYME 线性标度 SCF（≤15,000 原子优化，≤18,000 原子单点）
周期边界（1D-3D）、TS 搜索、频率、热力学、pKa 预测、激发态 CI、COSMO 溶剂化等
MOPAC 2012的新功能：加入新的半经验方法PM7和PM7-TS。
功能
1. MNDO，MINDO/3，AM1和PM3哈密顿量
2. 限制Hartree-Fock (RHF)和非限制Hartree-Fock (UHF)方法
3. 组态相互作用
(a) 100个组态
(b) 单重，双重，三重，四重，五重和六重
(c) 激发态
(d) 指定态的几何优化，等
4. 单自恰场计算
5. 几何优化
6. 梯度最小化
7. 过渡态定位
8. 反应路径坐标计算
9. 力常数计算
10. 简正坐标分析
11. 跃迁偶极计算
12. 热力学特性计算
13. 局域化轨道
14. 共价键顺序
15. 键分解为sigma和pi分量
16. 一维空间聚合物计算
17. 动力反应坐标计算
18. 内反应坐标计算
MOPAC 2007增加了以下功能：
1. 用FORTRAN 90改写。
2. 增强了周期体系（晶体、表面、聚合物）计算方面的功能。
3. 支持的方法有：MNDO，AM1，PM3，用于镧系元素的Sparkle/AM1，RM1，PM6，实现对所有主族元素及过渡金属的参数化。PM6是对NDDO方法的最近一次参数化，对近似做了三处修改，定义了对芯-芯相互作用的主要影响。除了12种镧系元素和所有的锕系元素之外，PM6参数已对大多数元素进行了优化。有机分子元素(H，C，N，O，F，P，S，Cl，Br，I)的参数已经稳定，其它主族元素、某些过渡元素以及1A和2A元素的参数尚在测试中。
4. 用PM6半经验模型模拟有机固体、无机固体的结构。
5. 用PM6计算氢键。
6. PM6对于仅由H，C，N，O，F，Si，P，S，Cl，Br和I构成的化合物计算极化率，平均误差为2.1%。
7. PM6更精确地计算生成热，熵，焓，热容，进行结构优化。对简单的有机分子精度最高，对复杂有机体系和无机体系精度稍低。PM6尚无法很好地计算频率。
8. 修改了AM1和PM3的一些严重错误。
9. 计算酸碱性(pKa)。
10.产生动画。
11.结构用JMol或CHIME显示。
MOPAC 2009增加的功能：
1. 模拟酶的反应，优化整个蛋白质、DNA片断以及其它的大体系，可以进行直到15,000个原子的优化。
2. 线性标度算法MOZYME可以把半经验量子化学方法处理的极限从1,000个原子提高到15,000个（几何优化）或18,000个（SCF）原子，对100个原子以上的体系显著增加了计算速度。一个由1,000个原子构成的分子要比普通的MOPAC计算快60倍，并且只需要7%的内存。MOZYME可以与MOPAC的大多数功能结合使用，包括最新的PM6方法。