NBO 計算結果の可視化方法!

Gaussian で NBO 計算し、軌道を表示しようとすると、log ファイルの軌道番号と Gauss View 上の番号が一致しないという思わぬトラブルに遭遇します。

今回の記事では、NBO の可視化方法についてのマニュアルをまとめました。

<注> NBO の視覚化や軌道番号の並び替えは、参考文献にも URL を貼っておきましたが、海外のページではすでに解説されています。この記事は、それらの参考文献を日本語に翻訳して分かりやすくし、さらに簡単なプログラムを提供しただけです。

input ファイルの注意点

pop=(NBOread, saveNBOs)  のキーワードを使います。

参考NBO解析のinputファイル作成方法

軌道のナンバリング!

さて、先ほども書きましたが、NBO 計算を行うと軌道のナンバリングが変わってしまいます。

軌道番号の対応表は、log ファイルの最後の方に書いてあります。

Reordering of NBOs for storage” で検索してみてください。下図のような数字の羅列が出てくると思います。

この表の見方ですが、数字が log ファイル内での軌道の番号を示し、それぞれの数字の位置が Gauss View 上での軌道の番号を示しています。位置番号は左から順に 1,2,3… と数えます。一列 10 個です。

いくつか例をあげますと、上記の log ファイル内で 67 という番号の軌道を Gauss View で表示させたいときは、Gauss View 上で 1 番の軌道を選択してください。

同様に、log ファイル内で 77 番の軌道は、Gauss View 上では 10 番の軌道。log ファイル内で 3 番の軌道は、Gauss View 上では 43 番の軌道です。

どの番号が、どの結合・相互作用に対応する軌道なのかを確認するには、下の記事を参考にしてください。

参考NBO解析の結果の見方

軌道番号検索プログラム

手動でナンバリングを追うと間違えてしまうことが多いですし、着目している軌道の数が多い場合など非常に手間がかかってしまいます。そこで、軌道番号を検索するプログラムを書きました。下のリンクからダウンロードしてご使用ください。

このプログラムは C++ で書いてありますので、以下のコマンドでコンパイル、実行してください。

g++ NBO_analysis.cpp -o NBO_analysis
./NBO_analysis filename.log

プログラムを起動するとまず 閾値 (threshold) を聞かれます。通常は、10 以上の値を選ぶと良いでしょう。10 kcal/mol 以下の値は、あまり寄与が大きくない場合が多いです。

例えば、threshold を 10にすると 10 kcal/mol 以上の相互作用が全部表示されます。これでよければ “y” または “YES” または “Yes” を入力、より多くの、または少ない数の相互作用を表示したい場合は、”n” を入力し、その後また別の閾値を入力してください。

上記の画面で yes を選択しますと、番号検索の画面に移ります。

ここでは、先ほどの結果に基づいて、注目している軌道の番号を入力しましょう。例として、今回の計算結果中で最も強い 355.68 kcal/mol の相互作用に関与している 90 番の軌道について調べてみましょう。

log ファイル中で 90 番の軌道は、Gauss View 上では 94 番です。

確かに、先ほどの Reordering で検索した部分で調べてみると 90 は 94 番目の位置にあります。

このプログラムを終了するときは、0 を入力してください。

Gauss View での可視化

続いて、Gauss view で可視化してみましょう。NBO 計算の chk ファイルを Gauss View で開きます。Tools > MOs を選択します。

右側に軌道がありますので、94 を選択して黄色くし、visualize を押します。

先ほどの log ファイルの結果を確認してみますと、355.68 kcal/mol の相互作用は、N-H 結合の部分です。Gauss View で可視化したものも N-H 結合に相当する軌道のものです。きちんと表示することができました。

管理人は、計算化学を趣味とする一般人です。記事中には誤りがあると思いますが、コメント欄やメールでご指摘していただけましたら幸いです。

参考文献

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4 comments

  1. 管理者様

     早速のご返信をありがとうございます。
    このgjfは、https://computational-chemistry.com/top/blog/2019/01/18/nbo_visualization/
    のGauss View での可視化にあるGauss View で開いた図と同じでしょうか?

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