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过渡态、反应路径的计算方法及相关问题SoberevaDepartment of Chemistry, University of Science and Technology Beijing, Beijing100083, China前言：本文主要介绍过渡态、反应路径的计算方法，并讨论相关问题。
由于这类算法极多，可以互相组合，限于精力不可能面面俱到展开，所以只介绍常用，或者实用价值有限但有启发性的方法。
文中图片来自相关文献，做了一定修改。
由于本文作为帖子发布，文中无法插入复杂公式，故文中尽量将公式转化为文字描述并加以解释，这样必然不如公式形式严谨，而且过于复杂的公式只能略过，但我想这样做的好处是更易把握方法的梗概，有兴趣可以进一步阅读原文了解细节。
对于Gaussian中可以实现的方法，文中对其在Gaussian中的使用进行了一些讨论，希望能纠正一些网上流传的误区。
虽然绝大多数人不专门研究计算方法，其中很多方法也不会用到，但多了解一下对开阔思路是很有好处的。
文中指的“反应”包括构象变化、异构化、单分子反应等任何涉及到过渡态的变化过程。
“反应物”与“产物”泛指这些过程的初态和末态。
“优化”若未注明，包括优化至极小点和优化至过渡态。
势能面是高维的，但为了直观以及表述方便，文中一般用二维势能面模型来讨论，应推广至高维情况。
限于纯文本格式，向量、矩阵无法加粗表示，但容易自行判断。
目录：1.过渡态2.过渡态搜索算法基于初猜结构的算法牛顿-拉弗森法(Newton-Raphson,NR)与准牛顿法(quasi-Newton,QN)AH方法(augmented Hessian)RFO法(Rational Function Optimization，有理函数优化)P-RFO法(Partitioned-RFO)QA法(Quadratic Approximation，二次逼近)TRIM法(trust-region image minimization，置信区域镜像最小化)在高斯中的常见问题GDIIS法(Geometry Direct Inversion in the Iterative Subspace)梯度模优化(gradient norm minimization)Dimer方法基于反应物与产物结构的算法同步转变方法(synchronous transit,ST)STQN方法(Combined Synchronous Transit and Quasi-Newton Methods)赝坐标法(pseudo reaction coordinate)DHS方法(Dewar-Healy-Stewart，亦称Saddle方法)与LTP方法(Line-Then-Plane) Ridge方法Step-and-Slide方法Müller-Brown方法CI-NEB、ANEBA方法基于反应物结构的算法最缓上升法(least steep ascent,shallowest ascent)本征向量/本征值跟踪法(eigenvector/eigenvalue following,EF。
优化第一步：确定分子构型，可以根据对分子的了解通过GVIEW和CHEM3D等软件来构建，但更多是通过实验数据来构建（如根据晶体软件获得高斯直角坐标输入文件，软件可在大话西游上下载，用GVIEW可生成Z-矩阵高斯输入文件），需要注意的是分子的原子的序号是由输入原子的顺序或构建原子的顺序决定来实现的，所以为实现对称性输入，一定要保证第一个输入的原子是对称中心，这样可以提高运算速度。
我算的分子比较大，一直未曾尝试过，希望作过这方面工作的朋友能补全它。
以下是从本论坛，大话西游及宏剑公司上下载的帖子。
将键长相近的，如B12 1.08589B13 1.08581B14 1.08544键角相近的，如A6 119.66589A7 120.46585A8 119.36016二面角相近的如D10 -179.82816D11 -179.71092都改为一致，听说这样可以减少变量，提高计算效率，是吗？在第一步和在以后取某些键长键角相等，感觉是一样的。
只是在第一步就设为相等，除非有实验上的证据，不然就是纯粹的凭经验了。
在前面计算的基础上，如果你比较信赖前面的计算，那么设为相等，倒还有些依据。
但是，设为相等，总是冒些风险的。
对于没有对称性的体系，应该是没有绝对的相等的。
或许可以这么试试：先PM3，再B3LYP/6-31G.（其中的某些键长键角设为相等），再B3LYP/6-31G（放开人为设定的那些键长键角相等的约束）。
比如键长，键角，还有是否成键的问题，Gview看起来就是不精确，不过基本上没问题，要是限制它们也许就有很大的问题，能量上一般会有差异，有时还比较大如果要减少优化参数，不是仅仅将相似的参数改为一致，而是要根据对称性，采用相同的参数。
例如对苯分子分子指定部分如下：CC 1 B1C 2 B2 1 A1C 3 B3 2 A2 1 D1C 4 B4 3 A3 2 D2C 1 B5 2 A4 3 D3H 1 B6 2 A5 3 D4H 2 B7 1 A6 6 D5H 3 B8 2 A7 1 D6H 4 B9 3 A8 2 D7H 5 B10 4 A9 3 D8H 6 B11 1 A10 2 D9B1 1.395160B2 1.394712B3 1.395427B4 1.394825B5 1.394829B6 1.099610B7 1.099655B8 1.099680B9 1.099680B10 1.099761 B11 1.099604 A1 120.008632 A2 119.994165 A3 119.993992 A4 119.998457 A5 119.997223 A6 119.980770 A7 120.012795 A8 119.981142 A9 120.011343 A10 120.007997 D1 -0.056843 D2 0.034114 D3 0.032348 D4 -179.972926 D5 179.953248 D6 179.961852 D7 -179.996436 D8 -179.999514 D9 179.989175参数很多，但是通过对称性原则，并且采用亚原子可以将参数减少为：XX 1 B0C 1 B1 2 A1C 1 B1 2 A1 3 D1C 1 B1 2 A1 4 D1C 1 B1 2 A1 5 D1C 1 B1 2 A1 6 D1C 1 B1 2 A1 7 D1H 1 B2 2 A1 8 D1H 1 B2 2 A1 3 D1H 1 B2 2 A1 4 D1H 1 B2 2 A1 5 D1H 1 B2 2 A1 6 D1H 1 B2 2 A1 7 D1B0 1.0B1 1.2B2 2.2A1 90.0D1 60.0对于这两个工作，所用的时间为57s和36s，对称性为C01和D6H，明显后者要远远优于前者。
总结：高斯量化计算总结（必看）★★丫85丫(金币+2,VIP+0):谢谢关于自旋多重度定义: 多重度＝2S+1, S=n*1/2,n为单电子数。
所以，关键是单电子的数目是多少。
当有偶数个电子时，例如O2，共有16个电子，那么单电子数目可能是0，即8个alpha 和8个beta电子配对，对应单重态，但是也可能是有9个α电子和7个β电子，那么能成对的是7对，还剩2个α没有配对，于是n=2,对应的是多重度3。
同理还可以有多重度5，7，9， ...一般而言,是多重度低的能量低,最稳定,所以,一般来说,偶数电子的体系多重度就是1。
但是也有例外，例如O2就是一个大家都知道的例子，它的基态是三重态，其单重态反而是激发态。
所以对于未知的体系，还是算几个保险一点，看哪个能量更低。
所以，总结一下，就是电子数目是偶数，未成对电子数目n=0,2,4,6,...自旋多重度是1,3,5,7,...电子数目是奇数，未成对电子数目n=1,3,5,7,...自旋多重度是2,4,6,8,...多数情况是多重度低的能量低，有时（特别是有“磁”性的时候，例如顺磁的O2，以及Fe啊什么的），可能会高多重度的能量低，所以需要都算算，看哪个能量更低。
关于赝势：简单来说，赝势就是不计算内层电子，而是把内层电子的贡献用一个势来描述，放在哈密顿里面。
适用于重元素。
赝势基组，实际上包括赝势和基组两个部分，内层电子采用赝势，即effective core potential (ECP)，外层价电子采用一般的基组。
比如：LanL2DZ: D95V on first row, Los Alamos ECP plus DZ on Na-Bi.就是对第一行原子是D95V (这个是非赝势基组)，对Na-Bi是使用一个叫做Los Alamos的有效核势加上一个DZ基组。
所以Lanl2dz就是对前面的原子全电子基组，对后面的原子是赝势基组。
（再次说明，量化里面，C，O那一行，算周期表的第一行）使用赝势的3个原因：1。
化学反应中的过渡态理论分析化学反应的过程涉及反应物的相互转化以及化学键的形成和断裂。
而过渡态理论，则是解释和描述了化学反应中的过程中，产生的临时生成物——过渡态。
本文将对过渡态理论进行分析，探讨其在化学反应研究中的应用和意义。
一、过渡态的定义与性质在化学反应中，过渡态是反应物转变为产物的过程中的中间稳定状态。
它是在活化能垒上的高点，具有较短的存在时间，不是反应物也不是产物，但对研究反应机理起到了重要的作用。
过渡态具有以下几个特性：1. 能量最高：过渡态的活化能最高，是反应过程中的能垒。
2. 结构变化性：过渡态的结构中包含了反应物和产物之间的中间状态，具有中间结构的特征。
3. 不稳定性：过渡态相对于反应物和产物来说，非常不稳定，容易解离或重新结合。
二、过渡态理论的基本原理1. 高斯-赛德尔理论：高斯与赛德尔提出，过渡态可以通过控制分子的构象来实现。
在过渡态过程中，分子将沿着反应坐标可逆地延展和收缩，从而形成整个过渡态的路径。
2. 键级别的描述：通过分析化学键的能量和取向变化，可以确定过渡态的结构与性质。
在反应过程中，不同化学键的生成和断裂导致了丰富的过渡态形成。
3. 光谱学解释：通过光谱学方法，可以对过渡态的结构和能级进行研究。
通过分析过渡态的振动光谱和电子吸收光谱，可以揭示其分子结构和能量变化。
三、过渡态理论在反应机理研究中的应用1. 反应速率的解释：过渡态理论提供了理解反应速率的重要依据。
根据过渡态的能垒高低，可以预测反应的速率常数，进而解释和优化反应条件。
2. 催化剂设计与应用：过渡态理论可以帮助理解催化剂在反应中的作用机理，进而指导催化剂的设计和优化。
通过降低反应的能垒，催化剂可以加速反应速率。
3. 反应机理的揭示：通过研究并确定过渡态的结构和性质，可以深入理解反应的机理。
这对于合成新的化合物、优化反应条件以及实现可控合成等方面具有重要意义。
四、过渡态理论的局限性与发展方向尽管过渡态理论在化学反应研究中具有重要意义，但也存在一些局限性：1. 考虑不充分：过渡态理论忽略了许多其他因素对反应的影响，如溶剂效应、温度变化等。
优化第一步：确定分子构型，可以根据对分子的了解通过GVIEW和CHEM3D等软件来构建，但更多是通过实验数据来构建（如根据晶体软件获得高斯直角坐标输入文件，软件可在大话西游上下载，用GVIEW可生成Z-矩阵高斯输入文件），需要注意的是分子的原子的序号是由输入原子的顺序或构建原子的顺序决定来实现的，所以为实现对称性输入，一定要保证第一个输入的原子是对称中心，这样可以提高运算速度。
我算的分子比较大，一直未曾尝试过，希望作过这方面工作的朋友能补全它。
以下是从本论坛，大话西游及宏剑公司上下载的帖子。
将键长相近的，如B12 1.08589B13 1.08581B14 1.08544键角相近的，如A6 119.66589A7 120.46585A8 119.36016二面角相近的 如D10 -179.82816D11 -179.71092都改为一致，听说这样可以减少变量，提高计算效率，是吗？在第一步和在以后取某些键长键角相等，感觉是一样的。
只是在第一步就设为相等，除非有实验上的证据，不然就是纯粹的凭经验了。
在前面计算的基础上，如果你比较信赖前面的计算，那么设为相等，倒还有些依据。
但是，设为相等，总是冒些风险的。
对于没有对称性的体系，应该是没有绝对的相等的。
或许可以这么试试： 先PM3，再B3LYP/6-31G.（其中的某些键长键角设为相等），再B3LYP/6-31G（放开人为设定的那些键长键角相等的约束）。
比如键长，键角，还有是否成键的问题，Gview看起来就是不精确，不过基本上没问题，要是限制它们也许就有很大的问题，能量上一般会有差异，有时还比较大如果要减少优化参数，不是仅仅将相似的参数改为一致，而是要根据对称性，采用相同的参数。
例如对苯分子分子指定部分如下：CC 1 B1C 2 B2 1 A1C 3 B3 2 A2 1 D1C 4 B4 3 A3 2 D2C 1 B5 2 A4 3 D3H 1 B6 2 A5 3 D4H 2 B7 1 A6 6 D5H 3 B8 2 A7 1 D6H 4 B9 3 A8 2 D7H 5 B10 4 A9 3 D8H 6 B11 1 A10 2 D9B1 1.395160B2 1.394712B3 1.395427B4 1.394825B5 1.394829B6 1.099610B7 1.099655B8 1.099680B9 1.099680B10 1.099761 B11 1.099604 A1 120.008632 A2 119.994165 A3 119.993992 A4 119.998457 A5 119.997223 A6 119.980770 A7 120.012795 A8 119.981142 A9 120.011343 A10 120.007997 D1 -0.056843 D2 0.034114 D3 0.032348 D4 -179.972926 D5 179.953248 D6 179.961852 D7 -179.996436 D8 -179.999514 D9 179.989175参数很多，但是通过对称性原则，并且采用亚原子可以将参数减少为： XX 1 B0C 1 B1 2 A1C 1 B1 2 A1 3 D1C 1 B1 2 A1 4 D1C 1 B1 2 A1 5 D1C 1 B1 2 A1 6 D1C 1 B1 2 A1 7 D1H 1 B2 2 A1 8 D1H 1 B2 2 A1 3 D1H 1 B2 2 A1 4 D1H 1 B2 2 A1 5 D1H 1 B2 2 A1 6 D1H 1 B2 2 A1 7 D1B0 1.0B1 1.2B2 2.2A1 90.0D1 60.0对于这两个工作，所用的时间为57s和36s，对称性为C01和D6H，明显后者要远远优于前者。
高斯计算过渡态高斯（Gauss）计算过渡态过渡态是指化学反应中反应物转变为产物的中间状态。
它是反应物与产物之间的一个能量最高点，也是反应速率最快的位置。
在过渡态理论中，高斯计算是一种常用的方法，用于研究并预测化学反应的机理和动力学。
高斯计算是一种基于量子力学原理的计算方法，它基于薛定谔方程，通过数值求解来得到分子的电子结构和能量。
在计算过渡态时，高斯计算可以提供一些重要的信息，如过渡态的结构、能量和振动频率等。
这些信息对于理解反应机理和预测反应速率至关重要。
高斯计算的原理是将分子的电子结构问题转化为求解薛定谔方程的问题。
薛定谔方程描述了电子在分子中的运动，通过求解该方程可以得到分子的波函数和能量。
高斯计算使用基组（basis set）来描述波函数，基组是一组基本函数的线性组合，用于表示波函数的形式。
在计算过渡态时，高斯计算需要首先确定反应物和产物的初始结构，然后通过对过渡态进行几何优化，找到能量最低的过渡态结构。
在几何优化过程中，高斯计算通过调整原子的位置来寻找能量最低的状态，直到达到收敛条件。
高斯计算还可以计算过渡态的振动频率，通过计算过渡态的振动频率可以得到反应的活化能。
活化能是指反应物转变为过渡态所需的能量，它是反应速率的关键因素。
通过计算活化能，可以预测反应的速率常数，从而了解反应的快慢。
高斯计算在研究化学反应机理和动力学中发挥着重要的作用。
通过高斯计算，可以揭示反应的细节和机制，提供分子层面的解释，并为设计和优化催化剂提供指导。
此外，高斯计算还可以用于预测新颖反应的发生性和反应路径，促进新化合物的合成和应用。
高斯计算是一种重要的方法，用于研究化学反应的过渡态。
通过高斯计算，可以得到过渡态的结构、能量和振动频率等重要信息，从而揭示反应的机理和动力学。
高斯计算在研究化学反应机制、催化剂设计和新化合物合成中具有广泛应用前景，对于推动化学科学的发展和应用具有重要意义。
Gaussian优化第三步优化第三步：优化结果分析，⼀般要进⾏频率计算，⽆虚频，表⽰是极⼩值；有虚频，表⽰是过渡态。
如果出现虚频，可根据虚频的简正模式进⾏调整以获得极⼩值，我还没有碰到这种情况，希望各位朋友能给些详细的资料。
如前信所说，键长键⾓有差别是很正常的，因为⽓相分⼦和晶体内分⼦的结构不可能完全吻合，只可能近似相同。
另外，对不同元素的限制主要看基组是否能计算该类元素，例如你所采⽤的⽅法中⽤了6－31G(D)基组，该基组⽀持H-Kr的元素，即可以计算Br原⼦但是不能够计算I原⼦。
如果你所⽤的基组不⽀持你所计算的某个原⼦可以采⽤扩展基组来进⾏计算，或者降低基组的精度。
我⽤Gaussian优化⼀个分⼦结构，由于⽬前实验上没有办法得到纯净的样品来实验验证，那么我怎么判断优化得到的结构是正确的？⼀些主要的键长和键⾓的实验值或者别⼈计算的值是否和与你计算的分⼦类似？这个判断不好做。
所谓正确不正确，如果计算出来的频率没有虚频，就表⽰你找到了⼀个局域稳定点。
要确定是不是全局稳定点很难，只有通过别的⽅式⽐如HOMO-LUMO能级差等信息看你算出来态是不是稳定。
也觉得⾼级的⽅法和⼤基组的结果更可信,谢谢各位⾼⼿的指点!!再问⼀个问题,如果出现虚频如何修改得到分⼦稳定的结构⽤GV看⼀下，根椐产⽣虚频的振动模式调整结构消去虚频有什么技巧？我有⼀个计算结果，虚频有三个，都只有－30~－20左右，如果结构改动过⼤，⼀不⼩⼼，虚频就会更⼤。
头痛ing～～～那你就把结构朝振动的⽅向改⼩⼀点试⼀下确实据我了解，消除虚频的主要⽅法是改变构型。
其次在计算上还可以尝试：nosymm；加⼤循环次数；提⾼收敛度；iop(1/8=1)等。
其实我⾃⼰也是有这个问题，对于势能⾯很平，较⼩的虚频很难消除。
⾸先，1在优化时采⽤Scf(tight)的选项，增加收敛的标准。
再去计算频率。
如果还有虚频，参见下⼀步。
2. 对称性的影响，很多情况下的虚频是由于分⼦本⾝的对称性造成的。
高斯计算过渡态高斯计算过渡态随着计算化学的发展，人们能够越来越多地利用计算机来模拟化学反应和过渡态，因而研究过渡态的计算方法也日益成熟。
其中一种常用的计算方法便是高斯计算。
本文将着重讨论高斯计算在计算过渡态中的应用。
一、高斯计算方法介绍高斯计算是指利用电子结构理论和分子模拟理论的方法，通过计算得到化学反应体系中的各种量，如化学键能、反应活化能、分子几何结构等等。
高斯计算方法的第一步是构建待计算的分子体系，并为体系选择适当的波函数和基组。
其次，使用适当的数值方法和计算算法求解能量、几何结构、电子云密度、反应热力学等信息。
这些信息可以用于预测反应机理和分析反应过程中的各种细节。
二、高斯计算在计算过渡态中的应用过渡态是指化学反应过程中的中间状态，既不是反应物也不是产物。
因此，它的计算是十分重要的。
在过渡态计算中，高斯计算是一种常用的方法。
具体地，高斯计算通过搜索反应物和产物之间的最低能量点，并确定此点的几何构型来计算过渡态。
在这种计算中，高斯计算可用于求解反应势能面和反应热力学参数。
据理论计算，可以得到过渡态的结构、能量、振动频率等信息，最终得到反应活化能等参数。
三、高斯计算过渡态的优缺点高斯计算方法在计算过渡态时具有很多优点。
首先，它的计算非常精确，而且计算速度也非常快。
其次，高斯计算可以观察分子结构和电荷分布的变化，揭示化学反应的实质。
此外，高斯计算还可以进行大量模拟实验，帮助研究人员进行更多的预测和分析。
当然，高斯计算过渡态也存在一些不足之处。
例如，它的计算精度是受计算条件和体系尺寸限制的。
此外，基组的选择、求解算法和初始条件等因素也会影响计算结果的精度。
总之，高斯计算是一种非常有用的计算方法，特别是在化学反应过渡态计算中的应用。
尽管其存在一些缺点，但高斯计算通过可靠的算法和极高的计算精度，便成为了化学反应过渡态计算的最佳选择之一。
高斯优化过渡态的经典总结（合集五篇）第一篇：高斯优化过渡态的经典总结高斯优化过渡态的经典总结一般地，优化所得驻点的性质（极小点还是过渡态）要靠频率来确定；而对过渡态，要确定反应路径（即到底是哪个反应的过渡态）必需要做IRC了，不然靠不住的（往往用QST找到的过渡态并不一定就是连接输入反应物和产物的过渡态）。
在我们用QST2或QST3来优化过渡态时，需输入反应物和产物，实际上反应物和产物的输入顺序是没有关系的。
就是说，先输反应物后输产物和先输产物后输反应物得到的是同样的过渡态。
这也好理解，QST2里对过渡态的初始猜测实际上是程序自动将输入的反应物和产物的各变量取个平均，所以输入顺序是没有关系的。
对QST3和TS，需人为指定过渡态的初始猜测。
上面说的反应物和产物的输入顺序没有关系，有个前提条件，就是反应物和产物的自旋多重度一致。
对QST3，因为是人为指定过渡态的初始猜测，所以没有影响；而对QST2，过渡态的自旋多重度默认和后面输入的一致。
如果反应物和产物的自旋多重度一致，那随便先输哪个都没关系；而如果反应物和产物的自旋多重度不一致，这时该怎么办当反应物基态多重度为1，产物基态多重度为3时，到底将过渡态的多重度定为1还是3？还是两个都试，哪个能量低取哪个？假如取1，在下来做IRC验证时，Reverse还好办，Forward却是按多重度为1做的，这样怎么能和多重度为3的产物连接起来？要将其关联起来，需有一个为激发态，这样才能在自旋多重度上保持一致。
可这种处理对吗？还有更好的思想吗？另外，我觉得IRC 难用得很，很难控制，也不知自己钻进了哪条死胡同！一直对此很迷茫，希望各位大侠援助啊！对于这点确实很迷茫，我觉得好像得用cas解决，有看过类似的文献，上面有用cas得出过反应物基态经激发态再回到基态得出产物的反映路径。
我没有试过，对于cas我很是头疼，理论和实践都一无所知。
作 IRC 能说明哪些问题？irc做完，就说明我们完成了这个反应路径地计算，在SUMMARY OF REACTION PATH FOLLOWING:，我们可以看到分子过渡态的键长键角与能量随着反应坐标的变化而变化，如果你将反应坐标与能量作图，就可以得到一条过渡态曲线，由于irc计算是结构沿着反应路径的方向，在每个点进行优化的，所以如果你找的过渡态是正确且优化是成功的话，TS确实是连接两个minimum的。
高斯优化过渡态的经典总结一般地，优化所得驻点的性质（极小点还是过渡态）要靠频率来确定；而对过渡态，要确定反应路径（即到底是哪个反应的过渡态）必需要做IRC了，不然靠不住的（往往用QST 找到的过渡态并不一定就是连接输入反应物和产物的过渡态）。
在我们用QST2或QST3来优化过渡态时，需输入反应物和产物，实际上反应物和产物的输入顺序是没有关系的。
就是说，先输反应物后输产物和先输产物后输反应物得到的是同样的过渡态。
这也好理解，QST2里对过渡态的初始猜测实际上是程序自动将输入的反应物和产物的各变量取个平均，所以输入顺序是没有关系的。
对QST3和TS，需人为指定过渡态的初始猜测。
上面说的反应物和产物的输入顺序没有关系，有个前提条件，就是反应物和产物的自旋多重度一致。
对QST3，因为是人为指定过渡态的初始猜测，所以没有影响；而对QST2，过渡态的自旋多重度默认和后面输入的一致。
如果反应物和产物的自旋多重度一致，那随便先输哪个都没关系；而如果反应物和产物的自旋多重度不一致，这时该怎么办？？？当反应物基态多重度为1，产物基态多重度为3时，到底将过渡态的多重度定为1还是3？还是两个都试，哪个能量低取哪个？假如取1，在下来做IRC验证时，Reverse还好办，Forward 却是按多重度为1做的，这样怎么能和多重度为3的产物连接起来？要将其关联起来，需有一个为激发态，这样才能在自旋多重度上保持一致。
可这种处理对吗？还有更好的思想吗？另外，我觉得IRC难用得很，很难控制，也不知自己钻进了哪条死胡同！！一直对此很迷茫，希望各位大侠援助啊！对于这点确实很迷茫，我觉得好像得用cas解决，有看过类似的文献，上面有用cas得出过反应物基态经激发态再回到基态得出产物的反映路径。
我没有试过，对于cas我很是头疼，理论和实践都一无所知。
作 IRC 能说明哪些问题？irc做完，就说明我们完成了这个反应路径地计算，在SUMMARY OF REACTION PA TH FOLLOWING:，我们可以看到分子过渡态的键长键角与能量随着反应坐标的变化而变化，如果你将反应坐标与能量作图，就可以得到一条过渡态曲线，由于irc计算是结构沿着反应路径的方向，在每个点进行优化的，所以如果你找的过渡态是正确且优化是成功的话，TS确实是连接两个minimum的。
一般IRC的两个终点并不恰好就是反应物和生成物，除非不断加大Maxpoints。
然而此时IRC 又往往会出错，或者并不能达到指定的Maxpoints，例如，我想正反两个方向各算20各点，IRC计算正常完成，但结果中并没有41个构型。
如果这时作能量-反应坐标曲线，如何确定反应物和生成物的反应坐标？如果你的过渡态确实做得漂亮，那么就一定可以成功地由过渡态找到与之对应的反应物、生成物。
可这只是理论上的东东，现实中，由于反应的势能面实在太复杂，你千辛万苦所得到的过渡态是很难天衣无缝地连接反应物、生成物的。
不断加大Maxpoints 简直是Kill time。
一般地，我们可以将IRC最后得到的两个结构的所有数据分别与你做QST时所用的两个结构进行对比，只要结构数据的差别、能量差别比较小，就可以基本认定（因为反应的势能面太复杂）你IRC是成功的了。
说得好！取点越多越好，但我发现往往作不到这一点，所以我也是将IRC最后得到的两个结构的数据分别生产物态和产物态的两个结构进行对比。
而且我发现，作IRC时频率计算给出的讯息很重要，呵呵！过渡态寻找小结刚刚做了一段时间的过渡态，期间碰到了许多的困难。
寻找过渡态不是一件容易的事（对于我和大多数刚涉及量化的人来说），因此我希望通过写这个经验小结能对大家有些帮助。
1.首先遇到的问题是，用哪种方法来寻找过渡态？GAUSSIAN提供的方法是QSTN和TSN方法。
两种方法各有优点和缺点。
QSTN方法特别QST3方法要求输入反应物，过渡态的猜测结构，产物这三者的结构。
特别麻烦。
但很管用，一般不会出现不收敛的情况。
对于TSN（对应关键词为OPT=TS）方法，只要求输入过渡态的初始结构，但这个初始结构非常的关键，如果结构不好，则很容易出现不收敛的情况。
所以我建议，如果是刚开始做过度态的话，用QSTN方法是好的选择，等有了“感觉”之后，再用TSN方法。
2. 怎么解决经常出现的错误？在找过度态的时候，经常碰到的一些问题就是不收敛（1）.，有一个错误的本征值（错误信息为：there is a wrong sign eigenvalue in hessian matrix.....)（2），和LINK9999错误导致退出。
（3）对于不收敛的情况，可以分为两类，比如提示信息里的CONVERGENCE FAILER 提醒收敛到了10（-5），而此时你设定的SCF循环次数也仅仅是64步，那么完全有希望通过加大SCF循环次数来达到收敛的目的。
倘若只收敛到10（-3）或10（-2），此时加大循环次数可能就没用了。
结果还是CONVERGE FAILER。
此时可采用SCF=QC，来达到强制收敛的目的。
因为SCF=QC（LINK508）的计算量比默认的L502要大，所以不到万不得以就不用它了。
出现第二个错误可以直接用关键词OPT=NOEIGEN 来实现。
LINK9999出错是因为已经走完了默认的步数，但还未完成。
系统会自动跳出。
出现这种情况大多数就是因为优化步数和SCF步数超过了默认值。
可用OPT（MAXCYCLE=100）和SCF（MAXCYCLE=300）来改错。
3.怎么样控制过渡态的优化，使得过渡态不至于收敛到其他的分子结构中去？我用GAUSS VIEW 可以解决这个问题，当刚开始运行GAUSSIAN时，你用GVIEW去打开输出文件时，你可以看到你的过渡态的初始输入结构，当一个循环过后（从上一个LINK502到下一个LINK502），你再打开输出文件，你就可以清晰地看到优化一步后分子的构型，这样就可以随时监控过度态分子的结构，倘若已经有收敛到其他分子构型的趋势时，你就可以把它给KILL了，而不至于需要等全部工作结束后，打开输出文件才知道已经不是想要的过渡态了。
如果收敛到其它的构型上去，可以考虑缩小OPT的步长.iop(1/8=2或3）即可。
4. 还需要加其它的关键词吗？建议在OPT中加入CALCFC。
这样可以加大找到过渡态的几率。
本人深有体会！先写这么多了，难免有错误和不恰当之处，还希望大家来指点和补充！我找过渡态的经验是：找过渡态的关键点，是如何根据反应体系的立体结构和反应过程化学键的断裂和形成的轨道的空间形状，提出一个合理初始的过渡态的结构，再进行优化。
提出的初始过渡态结构越接近真实结构，就越容易找到，否则花一年时间也可能找不到一个过渡态。
而找过渡态的QSTN方法、TSN方法的差别不是太大。
这几个帖子都很好，我也找了十几个简单的过渡态，不是直接找到的，而是先用目标过渡态的四元环结构做，然后对四元环结构逐步“修饰”直到那个四元环就是我需要的四元环为止，这个方法来得一般比较简单，但也有无法“修饰”到目标过渡态的情况，其他方法都是一样的。
10（-5）表示十的-5次方。
每个循环都会列出SCF计算的结果，和收敛值啊。
可以找的到的。
iop(1/8)=2相当于在找过度态的时候，以2A（A为基本单位长度）为单位来寻找过渡态。
就象有一百个抽屉里只放了一个苹果，当然是一个一个抽屉打开，找到苹果的把握最大了。
此时意味着iop(1/8)=1。
有虚频说明结构处于不稳定状态。
过渡态的初始结构猜测应该根据已有的知识和经验啊，哪种构型或构象最可能是过渡态，注意有时候猜测可能与计算结果完全相反。
反应坐标势能面是研究化学反应历程的基础。
对一个势能面来说，我们比较关心其关键点。
势能面上的关键点是指势能的极值点，包括反应物 (R)、产物 (P)、中间体 (I) 与过渡态(TS) 或鞍点（saddle point）等。
连接反应物、过渡态和产物的反应途径，是一条能量最低的路径（minimum energy path），称为反应坐标（reaction coordinate）。
各关键点是通过反应坐标联结起来的，过渡态是其上面的一级鞍点。
＊不同类型的反应坐标我们常说的反应坐标、最小能量路径等用语，严格地说，是有一定区别的。
（1）最速下降路径：也称最小陡降路径。
从过渡态出发，体系会沿着最陡的斜坡向反应物深谷和产物深谷移动，移动路径与等能量面正交，方向与势能梯度相反。
这条路径的任何地方，其垂直方向有一极小点，就是垂直切割最速下降路径的交点。
（2）内禀反应坐标：内禀反应坐标就是连接反应物、过渡态和产物的最速下降路径。
（3）最小能量路径（MEP）：通常选定一个反应坐标，使能量相对于其它坐标为最小。
这样的反应路径，常常会引起弯曲甚至不连续，特别地与最速下降路径偏离甚远，而后者是真正的最小能量路径。
举例来说，Relaxed Scan 的结果就是一条MEP。
（4）经典轨迹：上述路径在势能面上对应着一组原子无限缓慢地移动（零动量），而轨迹是通过在包括核最初动量的合适初始条件下求解反应物的运动方程得到的。
动力学效应，例如离心力，将使分子沿着不同于最速下降的路径移动。
随着分子象台球一样从势能山脊上弹起又滑下山坡，轨迹可能十分繁长。
irc输入和结果%Chk=irc#p hf/sto-3g irc(forward,calcfc)guess=read geom=allcheck******************************************%nproc=2%Chk=irc2#p hf/sto-3g irc(reverse,calcfc)guess=read geom=allcheck scf(maxcyc=200)(results:)SUMMARY OF REACTION PATH FOLLOWING:与scan看结果一样是看OPti上的那个orient。
如果是单独作irc(forward)和irc(reverse)，取出最后opt结果上面的那个orient来看irc到底是个什么样的过程。
第一个是过渡态的orient了。
关于虚频的一个简单的理解首先，什么是频率。
中学的时候我们学过简谐振动，对应的回复力是f=-kx,对应的能量曲线，是一个开口向上的二次函数E=kx^2/2. 这样的振动，对应的x=0的点是能量极小值点（简单情况下也就是最小值点）。
这时的振动频率我们也会求：ω=2π sqrt(k/m)。
显然它是一个正的频率，也就是通常意义下的振动频率。
那么，一维情况下，如果能量曲线是一个开口向下的二次曲线呢？首先，从能量上看，这是个不稳定的点，中学的物理书上称为“不稳平衡”。
用现在的观点看，就是这一点导数是零（受力为0），且是能量极大值。
