TURBOMOLE一款用於模擬氣相和溶劑效應的強大的量子力學程式
Turbomole被認為是進行HF、DFT、MP2計算最快最穩定的程式之一。它的特色不是在於新方法和新功能,而在於解決如何用盡量短的時間和
盡量少的記憶體需求,快速、穩定地處理工業應用型的分子。特別是它獨有的RI-DFT方法,可以較其它大多數DFT程序節省10倍的CPU時間,因此非常適合於大分子計算或中等分子的重複性計算(如幾何優化)。
TURBOMOLE可用於計算氣態或溶劑中分子系統的結構、能量、電子性質和光學性質,以及計算高精度和高可靠性的基態或激發態。Turbomole中採用的演算法有:Hartree-Fock (HF),MP2, DFT, TDFT以及CC。Turbomole可以快速穩定地處理工業應用型的分子,廣泛的應用於化工、材料學和藥劑學。
TURBOMOLE的功能概述
計算任務
- 採用穩健有效的演算法進行結構優化
- 第一原理分子動力學方法
- 採用本征向量跟蹤方法進行過渡態優化
- 基於TDFT方法處理激發態
功能
- HF,DFT(LDA,GGA以及雜化泛函),MP2,CIS,CIS(D),CC2和TDFT方法
- 採用恒等分解進行快速計算
- RHF, UHF, ROHF類型計算有效核勢 (ECPs)
- DFT泛函數
- LDA:Slater-Dirac exchange,SVWN, VWN, SVWN, PW
- GGA: B-exchange, B-LYP,BVWN, LYP, BP86, PBE
- 雜化: Bh-LYP, B3-LYP,B3-LYP, PBE0
- 基組: 所有Gaussian發表的基組
- 對稱性
- 電場微擾回應
- 電場下的結構優化
- 基於TDFT方法處理激發態
- 基本屬性計算(電荷密度、分子軌道)
性質
- 靜態和頻率相關極化率, 旋光度
- 電子激發
- 力常數,振動頻率,
- IR和拉曼強度
- 過渡態
- 相對論修正
- 靜電勢,靜電場,抗磁性遮罩
- NMR
- UV-VIS 和CD光譜
- 用COSMO計算溶劑效應
- Mulliken 和Lodin電荷分析,布居分析,偶極矩、四極和八極極矩
傑出功能
- 直接和半直接演算法可以調整主記憶體和硬碟空間需求
- 充分利用所有的有限點群
- 高效地的積分演算法
- 用於數值積分的穩定和準確的網格
- 記憶體和硬碟空間要求低
特點
關鍵方法
- 限制性、非限制性及限制性開殼層波函數
- 包含了最流行的交換相關函數,如LDA,GGA,雜化泛函等的密度泛函理論
- Hartree-Fock (HF) 和 DFT回應計算:穩定性、動力學回應性質和激發態
- 二中組分的相對論計算,包括針對所有交換相關還書的自旋軌道作用
- 大分子的MP2 微擾理論
- 基態和激發態的CC2方法
- 處理溶液效應的COSMO方法
- 力場級別的全域力場(UFF)
關鍵性質
- 至最低點和鞍點(過渡結構)的結構優化
- 分析HF和DFT計算以及其它方法的振動頻率和振動光譜
- DFT,HF,MP2方法的NMR 遮罩常數
- 基於第一原理的分子動力學
DFT 和 HF方法考慮基態和激發態
- 高效地的RI和多極加速RI(MARI)近似,實現了DFT計算包含上百個原子的超大尺寸的分子系統
- 分析基態的力場常數,振動頻率和振動光譜
- DFT計算的經驗離散修正
- 電子Hessian本征值(穩定性分析)
- 頻率相關極化率和光旋度
- 垂直電子激發能
- 躍遷矩,電子激發態的震盪和旋轉強度,UV-VIS和CD譜
- 相對於原子核位置的基態和激發態能量的梯度值;激發態和基態的平衡結構;絕熱激發能量,發射譜
- 激發態電子密度,電荷矩,Population分析
- 梯度數值微分計算激發態力場常數,振動頻率和振動光譜
MP2和CC2方法
- 高效RI近似提高計算效率
- 閉殼層HF和非限制性UHF參照態
- 串列和並行(通過MPI)執行計算(MP2-R12除外)
- MP2,SCS-MP2和CC2計算基態能量和梯度
- MP2-R12基態能量
- CC2, ADC(2) 和CIS(D)激發態能量
- CC2躍遷矩
- CC2和ADC(2)激發態能量