Совместить Z-матрицу с декартовыми координатами в Гауссиане

[Vit Nhoc]

Мне нужно провести сканирование ППЭ, так чтобы варьировалось расстояние от одного атома до центра между двумя другими. Если бы варьировалось просто какое-то межъядерное расстояние – я бы, как обычно, запустил OPT(MODREDUNDANT). Но в данном случае приходится сочинять Z-матрицу, добавляя к молекуле два фиктивных атома.
Вначале я попробовал целиком построить Z-матрицу: первые пять строк вручную (точнее в Chemcraft), а все последующие автогенерацией в Chemcraft. Результат получился скверным – в такой Z-матрице алгоритм оптимизации глючит.
Далее я попробовал сначала построить несколько строк Z-матрицы, а потом дополнить их декартовыми координатами. Образовался такой входной файл:

%NPROCSHARED=3
#P uwB97XD/6-31G(D,P) OPT(Z-Matrix,LOOSE)
NOSYMM

Silicon

0 1
X
N 1 R12
X 1 1.400000 2 90.000000
N 1 R12 3 90.000000 2 180.000000
N 1 R15 2 A215 3 -90.000000
N 1 R16 3 A316 5 D5316
Zn 1 R17 2 A217 5 -D5217
6 0.000000000 2.863016000 1.101006000
6 0.000000000 2.425840000 2.425840000
6 0.000000000 1.101006000 2.863016000
1 0.000000000 3.193595000 3.193595000
6 0.000000000 2.863016000 -1.101006000
6 0.000000000 2.425840000 -2.425840000
6 0.000000000 1.101006000 -2.863016000
1 0.000000000 3.193595000 -3.193595000
6 0.000000000 -1.101006000 -2.863016000
6 0.000000000 -2.425840000 -2.425840000
6 0.000000000 -2.863016000 -1.101006000
1 0.000000000 -3.193595000 -3.193595000
6 0.000000000 -2.863016000 1.101006000
6 0.000000000 -2.425840000 2.425840000
6 0.000000000 -1.101006000 2.863016000
1 0.000000000 -3.193595000 3.193595000
6 0.000000000 -4.245855000 0.681548000
6 0.000000000 -4.245855000 -0.681548000
6 0.000000000 -0.681548000 -4.245855000
6 0.000000000 0.681548000 -4.245855000
6 0.000000000 -0.681548000 4.245855000
6 0.000000000 0.681548000 4.245855000
6 0.000000000 4.245855000 0.681548000
6 0.000000000 4.245855000 -0.681548000
1 0.000000000 -5.096481000 1.350466000
1 0.000000000 -5.096481000 -1.350466000
1 0.000000000 -1.350466000 -5.096481000
1 0.000000000 1.350466000 -5.096481000
1 0.000000000 5.096481000 -1.350466000
1 0.000000000 5.096481000 1.350466000
1 0.000000000 -1.350466000 5.096481000
1 0.000000000 1.350466000 5.096481000
Variables:
R12 = 2.04198300
R15 = 2.04198300
A215 = 90.00000000
R16 = 2.04198300
A316 = 90.00000000
D5316 = 180.00000000
A217 = 90.00000000
D5217 = 90.00000000
constants
R17 = 0.40000000 s 20 0.2

Геометрия построилась корректная, оптимизация пошла легко, но неправильно: в оптимизации варьируются только параметры Z-матрицы, а все остальные атомы зафиксированы. Как сделать, чтобы координаты этих остальных атомов тоже оптимизировались?

[Гесс]

Вначале я попробовал целиком построить Z-матрицу: первые пять строк вручную (точнее в Chemcraft), а все последующие автогенерацией в Chemcraft. Результат получился скверным – в такой Z-матрице алгоритм оптимизации глючит.
Далее я попробовал сначала построить несколько строк Z-матрицы, а потом дополнить их декартовыми координатами. Образовался такой входной файл:

Во первых я в шоке что гауссиан это прочитал, а не упал с ошибкой со старта. Такое задание координат кажется мне крайне непригодным. Соответственно мой ответ на заданный вопрос - я не верю что это возможно.
Во вторых мне неясно что глючило в Z-matrix оптимизации. ИМХО там достаточно 1) не задействовать цинк в задании прочих атомов 2) законстрейнить углы определяющие его и думмики относительно первых атомов (констрейнт только сканируемой координаты не даст практически ничего).

[Vit Nhoc]

Во первых я в шоке что гауссиан это прочитал, а не упал с ошибкой со старта. Такое задание координат кажется мне крайне непригодным. Соответственно мой ответ на заданный вопрос - я не верю что это возможно.
Во вторых мне неясно что глючило в Z-matrix оптимизации. ИМХО там достаточно 1) не задействовать цинк в задании прочих атомов 2) законстрейнить углы определяющие его и думмики относительно первых атомов (констрейнт только сканируемой координаты не даст практически ничего).

Сорри, не понял.
Какие углы конкретно вы предлагаете зафиксировать?
Мне же нужно именно сканировать по расстоянию от атома цинка до центра между двумя атомами азота.

[Гесс]

Числа вписанные в Z-matrix числами - оптимизируются или констрейнятся? (я не помню)
Вы хотите уводить атом перпендикулярно плоскости порфирина или относительно свободно?

[Vit Nhoc]

Числа вписанные в Z-matrix числами - оптимизируются или констрейнятся? (я не помню)

Слишком много сленга, по-моему.
Эти параметры фиксируются.

Вы хотите уводить атом перпендикулярно плоскости порфирина или относительно свободно?

Как я понимаю, если зафиксировать (точнее сканировать) расстояние от атома цинка до центра между двумя атомами азота, он будет гулять перпендикулярно всей плоскости порфирина (хотя плоскость будет изгибаться). Мне нужен именно такой график ППЭ.

[Гесс]

Числа вписанные в Z-matrix числами - оптимизируются или констрейнятся? (я не помню)

Слишком много сленга, по-моему.
Эти параметры фиксируются.

Вы хотите уводить атом перпендикулярно плоскости порфирина или относительно свободно?

Как я понимаю, если зафиксировать (точнее сканировать) расстояние от атома цинка до центра между двумя атомами азота, он будет гулять перпендикулярно всей плоскости порфирина (хотя плоскость будет изгибаться). Мне нужен именно такой график ППЭ.

Тогда вы правы и ничего дополнительно констрейнить не надо. А в чем глючность?

[Vit Nhoc]

На третьем шаге сканирования оптимизация вылетела в какие-то нефизичные координаты и огромные энергии.
Как я понимаю, это типично для оптимизации в Z-матрице, когда в молекуле есть циклы. Декартовы координаты гораздо лучше, поскольку с ними Гауссиан определяет свои параметры оптимизации.

[Гесс]

можно посмотреть аутпут? С циклами конечно надо аккуратно, но внутренние координаты Гауссиана (в которых он проводит оптимизацию всегда если не указаны Opt=Cartesian и Opt=Z-matrix это всего-лишь переполненная Z-matrix.

Кстати говоря попробуйте финт ушами - задайте геометрию в декартовых с думмиатомами, ведите оптимизацию с модредундантом и в зафиксированные координаты пишите фиксацию всех углов что вам нужна. (Скорее всего достаточно одного думми в центре а чтоб он оттуда не уползал - углы NNZn = 0 (протволежащие углы))

[Vit Nhoc]

Кстати говоря попробуйте финт ушами - задайте геометрию в декартовых с думмиатомами, ведите оптимизацию с модредундантом и в зафиксированные координаты пишите фиксацию всех углов что вам нужна. (Скорее всего достаточно одного думми в центре а чтоб он оттуда не уползал - углы NNZn = 0 (протволежащие углы))

Опять я не понял. Чтобы думми атом не уползал из центра между двумя атомами N, надо прежде всего фиксировать расстояния, а как тут их можно зафиксировать?

[Гесс]

Кстати говоря попробуйте финт ушами - задайте геометрию в декартовых с думмиатомами, ведите оптимизацию с модредундантом и в зафиксированные координаты пишите фиксацию всех углов что вам нужна. (Скорее всего достаточно одного думми в центре а чтоб он оттуда не уползал - углы NNZn = 0 (протволежащие углы))

Опять я не понял. Чтобы думми атом не уползал из центра между двумя атомами N, надо прежде всего фиксировать расстояния, а как тут их можно зафиксировать?

Нет, расстояния фиксировать ненадо. Можно было бы сказать что углы NдуммиN = 180 градусам но я нелюблю величину 180. Тогда 4 азота и думми лежат в одной плоскости а так как структура молекулы обеспечивает близкое к квадратному расположение азотов то думмик будет неизбежно в центре.