问题：计算化学软件 SPARTAN 转贴
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时间：2005-02-26 01:09:01 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

计算化学软件 SPARTAN
卢钰枝
c00yjl00@nchc.gov.tw

来源：http://www.nchc.gov.tw/chinese/07_publication/nchcs/Other/V3N4/p45.html

SPARTAN计算化学套软件，它提供图形接口，具有方便操作，容易上手等多项优点，除了提供理论化学家研究之用外，也可帮助实验化学家作计算，藉以辅助其研究。

SPARTAN 所提供的计算方法及功能包含如下：

(1) Ab initio Hartree-Fock 及 MP2 Method.

- Single point Energies

- Geometry Optimization

- Transition state Optimization

- Conformational Analysis

(2) Density Functional Method ( Local VWN calculation )

- Single point Energies

- Geometry Optimization

- Transition state Optimization

- Conformational Analysis

(3) Semiempirical method (MNDO, MNDO(d) , AM1, PM3, PM3(tm))

( a ) PM3 ( tm ) and MNDO ( d ) 可以处理以下过渡金属：

Ti, Zr, Hf, Ta, W, Mo, Cr, Fe, Co, Rh, Ni, Pd, Cu, Si.

(b) Spartan 提供 Dixon/Leonard/Hehre aqueous and hexadecane models.

- Single point Energies

- Geometry Optimization

- Transition state Optimization

- Conformational Analysis

(4)Molecular Mechanics Force Field including MM3, MM2, Syby1.

- Single point Energies.

- Geometry Optimization

- Conformational Analysis

(5) Superposition/Similarity based on stucture and Molecular Methods

- Molecular Volume

- Electron Density

- Mulliken Charge

- Electrostatic Charge

- Electrostatic Potential

(6) Conformational Analysis Features

- Systematic

- Osawa

- Monte Carlo

- Genetic Algorithm

- DGEOM

(7) Coordinate Driving for Simulation Chemical Reaction

计算化学软件SPARTAN已购置将近5年，这几年来，我们陆陆续续办理多场研讨会，邀请SPARTAN原作者之一Dr. Hehre来台演讲，并安排上机实习，各方反应都还不错，另外，我们也提供十套Spartan 给全国各大学来申请装置，反应相当热烈。为了让向隅的学员也能享受到计算机辅助研究的成果，在此提供以下说明，帮助未能通过SPARTAN图形接口进行计算的学员。
1. 利用SPARTAN的图形接口准备G94计算输入档案之执行程序

(1) 以SPARTAN的图形接口产生分子直角坐标档案：

进入SPARTAN图形接口后：

 选取"File"下"New"选项

<ii> 建立所欲计算的分子

<iii> 选取"File"下"Save"选项，并键入分子名称xx

离开SPARTAN图形接口，此时工作目录区下会产生一xx目录区，这目录区内的input档案即为此分子的直角坐标档案。

(2) 利用Gaussian 94的newzmat工具程序产生分子的Z矩阵档案

(a) 修改SPARTAN分子直角坐标档案：

 删除档案input中所有内容，只留下分子的直角坐标部份，并储存为另一文件名input.xyz

<ii> 执行以下指令

newzmat-izyz-ozmat input output

在工作目录下产生一档案output.com，此为分子的Z-矩阵档案（假设Gaussian 94的使用环境已经建立）。

(3) 准备Gaussian 94输入档案

方法(a) 修改分子的Z-矩阵档案，在由(2a)产生的output.com档案中加入其它计算的关健字

方法(b) 执行以下执令

newzat-ixyz-ozmat input output.com xx

以交谈的方式提供输入档案的其它资料，例如：

在此目录区下产生一G94的计算输入档案xx.com

Percent or Route Card: #Becke3LYP/6-31G(d,p) opt

Route Card: (End title section with a blank line)

Title: Optimization at Beck 3LYP/6-31G**

Title: (End title section with a lank line)

charge and Multiplicity: 0,1

在此工作目录下产生一档案xx.com，此即为Gaussian 94输入档案。

2. 利用SPARTAN图形接口显现Gaussian 94的计算结果之执行程序

(a) 将G94的计算结果的二位格式检验文件档案(xx.chk)通过formchk转换成文字文件格式检验文件档案(xx.G92)

formchk xx. chk xx.G92 （假设Gaussian 94的使用环境已建立）

(b) 将G94的计算结果档案(xx.out，或xx.log)及文字文件格式的检验文件档案(xx.G92)传到装有 SPARTAN 软件计算机上，并置于目录区xx下。

(c) 将文字文件格式的检验文件档案(xx.G92)转换为─SPARTAN archive档案xx.arc。

指令：

/usr/local/package4/spartan4.0/G92_int/loader xx

（其中SPARTAN 4.0的目录路径依装设环境而异）

(d) 将先前通过SPARTAN图形接口下建立之分子目录下的_spartan识别档案至xx目录区下，这档案适用于所有SPARTAN分子目录区。

(e) 在xx目录区内建立─xx.injput档案，格式如下：

Line 1：keywords

Line 2：title

Line 3：charge ard multiplicity

Line 4：atomic-number x-coord y-coord z-coord

......

last line：ENDCART

其中各部份的资料应取自Gaussian 94的计算结果。

(f) 此时，xx目录区下包含：_spartan, xx.input, xx.out, xx.arc, xx.G92

此时进入xx的上一层目录，再进入SPARTAN窗口，读入分子xx，便可利用SPARTAN的图形接口显示G94的计算结果，包括分子结构和电子密度等等。

3. 分段进行SPARTAN-G94计算之执行程序

(1) 以SPARTAN的图形接口产生分子直角坐标档案：

(a) 进入SPARTAN图形接口后：

 选取"File"下"New"选项

<ii> 建立所欲计算的分子

<iii> 选取"File"下"Save"选项，并键入档名"xx"

(b) 在Unix shell工作目录下，会产生一"xx"目录

 cd至"xx"目录区下

<ii> vi "input"档案 <- 此为分子直角坐标档案

(2) 利用Gaussian 94的newzmat工具程序产生分子的Z-矩阵档案

(a) 修改SPARTAN分子直角坐标档案：vi "input"

 删除档案"input"所有内容，只留下分子的直角坐标部份，并储存为另一文件名

input.xyz

<ii> 在Unix shell工作目录下，执行以下指令

newzat-ixyz-ozmat input output

<iii> 在Unix shell工作目录下产生一档案output.com -> 此为分子的Z-矩阵档案

(3) 准备Gaussian 94输入档案

(a) 执行以下指令：

newzat-ixyz-ozmat input output.com xx

（例如，先用低阶方法HF/STO-3G进行几何最佳化）

Percent or Route Card: %chk=xx.chk

Percent or Route Card: #HF/STO-3G opt

Route Card: (End title section with a blank line)

Title: Optimization at HF/STO-3G

Title: (End title section with a blank line)

charge and Multiplicity: 0,1

(b) 在Unix shell工作目录下产生一档案xx.com ——此为Gaussian 94输入档案

(c) 将Gaussian 94输入档案xx.com以batch方式进行计算

(4) 将Gaussian 94的计算结果转换成可读取的格式：

(a) 将G94的计算结果二位checkpoint档案(xx.chk)通过Formchk转换成文字文件checkpoint档案 (xx.G92)

执行下面指令：

 Setenv g94root/usr/local/packagl/g94

<ii> g94root/g94/formchk xx.chk xx.G92

复制G94的计算结果档案(xxx.out)及文子檔checkpoint档案(xx.G92)至装置Spartan软件计算机之工作目录下。( ex:ftp,cp )

(b) 转换文字文件checkpoint档案(xx.G92)为一SPARTAN archive档案。

指令：

/use/local/package4/spartan4.0/G92_int/loader xx

(c) 以手动方式修改xx.arc成input file格式：

 删除档案"xx.arc"所有内容，只留下分子的直角坐标部份，并储存为另一文件名input.xyz

<ii> 在Unix shell工作目录下，执行以下指令

newzmat-ixyz-ozmat input output

<iii> 在Unix shell工作目录下产生一档案"output.com" ——> 此为分子的Z-矩阵档案

(d) 执行以下指令：

newzmat-ixyz-ozmat input output.com xx

（例如，用高阶方法MP4/6-31G Freq进行计算）

Percent or Route Card: %chk=xx.chk

Percent or Route Card: #MP4/6-31G freq

Route Card: (End title section with a blank

Title: Computation at MP4/6-3lG

Title: (End title section with a blank

charge and Multiplicity: 0,1

(e) 在Unix shell工作目录下产生一档案xx.com ——此为Gaussian 94输入档案

(f) 将Gaussian 94输入档案xx.com以batch方式进行计算

4. 接口外进行SPARTAN计算之执行程序

(1) 以SPARTAN的图形接口产生分子直角坐标档案：

(a) 进入SPARTAN图形接口后：

 选取"File"下"New"选项

<ii> 建立所欲计算的分子

<iii> 选取"File"下"Save"选项，并键入档名"xx"

(2) 进行量子化学计算(ex. semi-empirial)

(a) 在Unix shell工作目录下，会出现一xx目录

 cd至xx目录区下

<ii> 修改档案input（此为分子直角坐标档案）

<iii> 在其中加入计算有关的关键词(keywords)，例如：

(a)进行semi-empirial计算"AM1 OPT"

(b)进行ab initio计算"HF DIRECT STO-3G"

<iv> 然后执行以下指令：

(a) spartan -s < input> output

(b) spartan -a <input> output

输出档案为utput

(3)不通过SPARTAN 图形界面继续前一(Restart)量子化学计算(ex. Freq, MAXCYCLE=500)

 cd至xx目录区下

<ii> 修改档案input（此为分子直角坐标档案）

<iii> 于档案input中加入计算的关键词（" "）:

例如：

(a) 计算分子频率

FREQ HESS=ARCH GUESS=READ

(b) 更换较高层次基底函数及理论层次

MP2 6-31G HESS=ARCH GUESS= READ

<iv> 将记录档案fort.12更名为parchive

mv fort.12 parchive<v> 执行以下指令

spartan -x input

美国Wavefunction公司为了提供用户相互交换使用SPARTAN软件的研究心得，建立一mailing list，将用户询问及解答通过e-mail方式让所有用户分享。用户们可通过e-mail到spartan@wavefun.com申请加入。另外，Wavefunction公司也将用户过去所询问的资料放置于 ftp://wavefun.com/pub/list_archive/ sp_MM-YY.arc供用户查询。美国Wavefunction公司其全球网络地址如下：

http://wavefun.com/

用户们可通过Mosaic/Netscape方式阅读。

（本文作者现任高速计算机中心助理研究员）

回复人：Yan,★ (他山之石，可以攻玉) 时间：2005-02-26 07:59:19 编辑	1楼
good。打不开网址，不过可以打开 www.nchc.gov.tw

回复人：asjxcn,▲▲▲ () 时间：2005-02-26 13:42:12 编辑	2楼
是个台湾网站，要进得用国外代理。不是普及的pc软件啊，小型机的Unix系统。

回复人：newboy1,▲▲ () 时间：2005-02-26 13:47:24 编辑	3楼
最新版本SPARTAN 2004 FOR WINDOWS

回复人：asjxcn,▲▲▲ () 时间：2005-02-26 13:50:57 编辑	4楼
进去看了一下，除了unix还真有了windows\linu和macintosh系统的Spartan'02.

回复人：newboy1,▲▲ () 时间：2005-02-26 13:56:05 编辑	5楼
上的课,正在用,简单易用不过,功能不够强大亚!

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