一款专一于多组态量子化学推算的软件

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• MOLCAS多平台装置指南：Linux、Mac与Windows运行教程
• Molcas量子化学软件的职能介绍
• 前沿量子化学钻研平台MOLCAS常见问题
• Molcas正确预测分子性质和反映机理
• Molcas量子化学软件版本8.6已正式颁布
• Molcas软件生物化学钻研的利用

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量子化学法式MOLCAS能够用量子化学模型钻研分子系统，从SCF/DFT到耦合簇，从RASSCF到动态电子有关处置的MR-CI或MS-CASPT2。动态有关处置的多组态密度泛函理论(CAS-DFT)还在开发中。

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MOLCAS的沉点在于多组态的量子化学推算，用于钻研单组态不能给出电子结构合理描述的系统，例如引发态，化学反映的过渡态，沉元素系统（过渡金属，镧系，锕系），等。MOLCAS的另一是多组态的相对论处置（标量相对论和自旋-轨路耦合），并提供为相对论推算设计的基组。

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MOLCAS可用于推算分子结构，键能，化学反映的能垒，引发能（自旋-轨路耦合），振动分辨吸收光谱，以及分子，等。MOLCAS能够用自洽反映场推算溶剂模型。新增长的QM/MM步骤可用来推算大分子和分子簇，能够用半经验步骤CNDO钻研周期系统的能带。通过使用NEMO步骤，MOLCAS还能够产生分子间作使劲，用于MC/MD仿照。

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MOLCAS并不是“黑箱”工具。要求用户该当受过量化方面的训练，对当今的一些量化模型有些相识。

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OpenMOLCAS是遵守LGPL和谈的开源MOLCAS代码部门，未经原作者授权的MOLCAS代码部门未在内。

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目前Molcas的版本为8.6。Molcas是重新算量子化学软件包，根基道理是可能处置大无数元素周期表中的原子组成的分析的电子结构。这样，法式包的重要沉点是多配置步骤，其利用法式通常与高度退化状态的处置有关。

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Molcas代码基于OpenMolcas的不变版本。与Molcas附带和经过验证的刊行版相反，OpenMolcas是开发人员的分支机构，其性通过自动测试进行验证。

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Molcas的职能：

• SCF / DFT , CASSCF / RASSCF , CASPT2 / RASPT2

• 代码

• 更新

• Molcas不是黑匣子工具。用户应该是受过教育的量子化学家，对当今使用的分歧量子化学模式，其利用领域和固有性有肯定的相识。

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在Molcas中执行的步骤

• 跨多个过程运行能够使某些法式受益，这些法式用（p）暗示，这并不愿定意味着整个法式都能够地并行化。

• 代码

• SEWARD：用于 和两个电子积分的法式，其中大量的积分（P）

• MCKINLEY：解析积分二阶导数，与SCF和CASSCF一路使用以获得能量Hessians

• AMFI：使用原子均匀场近似天生自旋转轨路积分

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波浪职能码

• SCF：关关并打开Shell SCF和DFT法式。（P）

• RASSCF：RASSSCF（CASSCF）推算法式。（P）

• MP2：二阶代码。（P）

• CASPT2：拥有CASSCF（RASSCF）参考函数的多配造二阶摄动理论。（P）

• MRCL / ACPF：一种基于图形unit群大局主义的多参考CI法式。用于耦合系数。

• CCSDT：布拉迪斯发套件的耦合簇代码。用于粉笔和受限度的高自旋开壳系统

• CHCC / CHT3：基于布拉迪斯拉发的Cholesky分化套件，合用于大型封关壳系统的耦合簇代码。（P）

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属性和实用法式

• MCLR：SCF / CASSCF线性响应法式

• RASSI：推算RASSCF波函数之间的跃迁密度，并能够选择增长经能量校对的AMFI自旋轨路哈密顿量。

• VIBROT：双原壮辗视振动波函数和跃迁的数值解

• GENANO：构建密度矩阵均匀ANO的水平

• SLAPAF：执行几何并搜索通过渡状态和圆锥形互换

• GEO：在内部坐标中执行约束的多篇段几何

• MOTRA：一种用于单电子和二甸子积分的AO到MO转换的法式

• GRID IT：用于在笛卡尔网格上推算密度和分析轨路的法式

• SINGLE_ANISO：推算肆意单核络合物和碎片的各向异性磁机能

• EMBQ：推算点电荷的几何地位和值，它们在有限的体积中沉现静电势

• FALCON：基于片段法推算大型系统的总能量

• DYNAMIX：对多种电子状态执行分子动力学（MD）仿照

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环境影响

• FFPT：用于有限场微扰推算的
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• PCM：使用可陆续体模型增长反映场哈密顿量的
  ？

• ESPF：结合了量子力学和分析力学推算

• NEMO：单一的法式包，用于天生分子件力场的参数

• QMSTAT：基于Metropolis蒙特卡洛仿照技术的混合QM/MM离散溶剂化模型

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图形用户界面（GUI）

• GV：基于OpenGL的GUI，用于可视化轨路的地编纂坐标文件

• LUSCUS：基于GTK+GUI

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利用示例

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势能曲线

Molcas给出了势能曲线，可用于推算的分析，例如键矩和能量以及电子光谱

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分子光谱

Molcas能够推算分析的电子吸收光谱，化合价，雷德堡和混合态

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反映机理

Molcas允许钻研化学领域的反映机理

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生物化学

Molcas及其与Tinker代码的接口允许生物系统进行QM / MM推算

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在Linux下运行Molcas

把稳，不建议使用某些版本的GNU编译器来编译为O3的Molcas。

另表，您能够使用贸易编纂器，例如Intel , NAG , PGI , Absoft，PathScale , SunStudio。

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在Mac OS上运行Molcas

Molcas此刻也能够在MacOS下运行。但是，若是要使用xlf编译器，则在分辨大幼写的分区装置Molcas。

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在MS Windows下运行Molcas

Molcas此刻也能够在MS Windows下运行。您装置Cygwin。把稳，出GNU gcc / g77表，不编译器。

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波函，能量

• MOLCAS使用以下波函模型进行总能量，电子结构和分子的推算：

• Hartree-Fock以及和DFT组合。使用直接或者半直接规划，能够处置一千个以上的基函数。

• DFT有：LSDA，LDA，SVWN，LSDA5，LDA5，SVWN5，HFB，HFS，BLYP，B3LYP，B3LYP5，TLYP，XPBE。

• Moller-Plesset二级微扰理论（关壳层或限度性开壳层），可用于推算动态电子有关影响。

• MCSCF（CASSCF或RASSCF）用于处置电子结构无法用单行列式描述的系统。态均匀步骤能够处置多个电子态
  Ｄ芄蛔暄幸话偻蚋龅缱幼樘牟ê。

• 多参考二级微扰理论(CASPT2)可用于推算CASSCF电子态的动态电子有关能
  Ｄ芄挥檬的芤贫蛐槟芤贫际跞肭痔。6.2版还能够使用新的移动选项IPEAshift，它对开壳层系统能够排除关联能的系统误差，还能够入侵态。CASPT2的多沉态版允许参考态用哈密顿步骤进行有关能建改。

• CASSCF/RASSCF波函可与基于DFT的有关势步骤组合，获得动态电子有关的多组态波函(CAS/RAS-DFT)。这一选项将在MOLCAS-6以来的版本中颁布。

• 对于幼分子，能够用多参考CI(MR-CI，MR-CISD，RAS-CI和MR-ACPF)步骤产生高精度波函和能量。

• 对于可能用单行列式很好描述的分子和原子团，能够用耦合簇步骤（关壳层和限度性开壳层的CCSD(T)）钻研。

• 变分价键法式CASVB。

• 能量和梯度可用于：Stoll-Dolg ECP基组的推算，全电子基组的标量相对论（二级Douglas-Kroll，Barysz-Snijders-Sadlej）推算，有限核近似。用Douglas-Kroll标量相对论建改，能够钻研沉金属原子（例如镧系和锕系）的系统。新的ANO-RCC基组可用于整个周期表元素的Douglas-Kroll标量相对论推算。

• MCLR法式推算热力学，进行单个或两个同位素的取代推算。

• .使用CNDO/INDO半经验哈密顿量进行3D能带推算。

• 用Pipek-Mezey规划产生局域化轨路。

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分子结构，振动频率，热动力学

• 使用解析梯度技术的自动几何，可用于HF/DFT和RASSCF(RASDFT)波函。CASPT2结构能够用数值梯度法式获得。这些法式可用于获得基态和引发态的平衡结构，过渡态等。

• 通过解析二阶导数，对RASSCF波函推算振动频率和热动力学量。

• SLAPAF法式可用于寻找能量蹊径和内反映坐标，以及交叉点的能量交点。

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引发态和电子光谱

MOLCAS为钻研引发态势能曲面而设计：

• 能量能够用的波函步骤获得。几何也能够用于态均匀RASSCF能量。

• 在RASSCF，用RASSCF态相互作用步骤推算跃迁。这是MOLCAS法式所的。这个代码还可使用单电子SO哈密顿量和所谓的原子均匀场积分(AMFI)，推算自旋-轨路耦合。加强版本的RASSI-SO通过推算振荡强度和爱因斯坦系数A获得RASSCF理论的荧光和磷光寿命。

• 在RASSCF(RASDFT)的引发态势能曲面上自动搜索能垒，圆锥交叉点等。

• 用MULA代码推算两个电子态谐振能级之间的跃迁偶矩和振动跃迁的强度，获得振动分辨电子光谱。

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环境影响

MOLCAS-6可处置溶剂中的分子和大分子系统：

• 用Onsager球穴模型或陆续介质模型(PCM)处置溶剂影响。

• QM/MM步骤可用于推算大分子系统，如蛋白质，分子簇等。ComQum代码能够把Molcas和Amber分子力学代码（需另表获得）组合进行QM/MM推算。

• NEMO法式产生分子间作使劲，用于MC/MD仿照。这些力场静电，感应，色散和互换-倾轧项。它们基于个别分子的推算。

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职能

• 挪用COLUMBUS的接口进行MR-CI(+Q)，MR-ACPF, MR-CEPA, MR-AQCC(-v)等推算。

• 平台的图形用户界面，用于显示轨路和密度（尚在开发中）。

• 部门
  ？槭迪至瞬⑿谢篠eward，SCF，Alaska，McKinley，MCLR和CC根基实现了线性或超线性加快。

• 结合了到ACES II的界面，能够和该代码的耦合簇一路使用。同时也可在ACES II中使用MOLCAS中的积分和梯度法式。

• Cerius2系列的图形用户界面C2MOLCAS，能够简化输入，显示推算的MO，频率和结构。

• 到Molden的接口，用于绘造分子轨路，显示几何和谐振分析的了局。

• 格点显示法式MOLCASGV，基于OpenGL/Mesa，用于显示MOLCAS的分子的轨路、密度和密度差。

• 用GRID_IT包推算分子轨路和密度格点文件，用于MOLCASGV，C2MOLCAS和GABEDIT显示。

• 了MOPAC，HONDO等的职能。

• 到LUCIA和LUCIAREL的接口（必要向作者索取LUCITA法式），别离进行direct-CI和相对论双值群CI推算。

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