Linux使用Gaussian格式的科研数据处理方法介绍 (linux gaussian 格式)
Linux是科研领域中广泛应用的操作系统，而Gaussian是一款常用的分子模拟软件，可模拟分子的结构、能量、振动等性质。在科研工作中，处理和分析Gaussian格式的数据是日常工作之一。本文将介绍在Linux环境下使用Gaussian格式的科研数据处理方法。
一、Gaussian软件介绍
Gaussian是由美国耶鲁大学教授John Pople在20世纪80年代初开发的用于计算化学研究的软件包。它可以进行量子化学计算，如优化分子几何构型、计算各种分子性质、处理反应动力学等。Gaussian可以输出多种格式的结果文件，其中Gaussian格式文件是常用的一种。
二、Gaussian格式文件介绍
Gaussian格式文件是Gaussian软件计算结果的输出格式之一，它可以分为两类，一类是.log文件，一类是.chk文件。其中.log文件是计算的输出文件，包含了分子几何构型、能量、振动频率、自由能等各种计算结果。chk文件是中间文件，保存了计算过程中的一些临时信息，用于加速计算。
Gaussian格式文件包含多个部分，其中比较重要的有以下几个：
1.头部信息
头部信息包含了计算的标题、Gaussian版本、计算方法、计算基组等信息。例如：
\begin{verbatim}
# HF/6-31G(d) SCF=CLOSED,ENERGY=ULTRAFAST Pop=Regular NoKeepChk
Example Calculation
0 1
\end{verbatim}
2.分子几何
分子几何描述了分子中各原子的坐标和化学键的种类。例如：
\begin{verbatim}
O 0.00000000 0.00000000 0.12023924
H 0.00000000 0.75760140 -0.48106143
H 0.00000000 -0.75760140 -0.48106143
\end{verbatim}
3.能量
能量是计算结果中最重要的部分之一，它表示了分子在给定计算条件下的总能量。例如：
\begin{verbatim}
SCF Done: E(RHF) = -76.3187358556 A.U. after 6 cycles
\end{verbatim}
4.振动分析
振动分析用于研究分子中各原子之间的振动行为，可以得到分子的振动频率和振动模式等信息。例如：
\begin{verbatim}
Harmonic frequencies (cm**-1), IR intensities (KM/Mole), Raman scattering
activities (A**4/AMU), Raman depolarization ratios, reduced masses (AMU),
force constants (mDyne/A), and normal coordinates:
Frequencies — 373.10 489.03 1644.63
Red. masses — 1.335 1.744 0.639
Frc consts — 176.242 450.777 881.492
IR Inten — 0.203 5.085 16.927 KM/Mole
Raman Activ — 8.824 21.270 49.188 A**4/AMU
Depolar (P) — 0.183 0.187 0.029
Atom AN X Y Z X Y Z X Y Z
1 8 -0.000 0.000 -0.161 -0.000 0.000 -0.059 0.000 0.000 0.050
2 1 0.000 0.125 0.081 0.000 -0.058 -0.042 0.000 -0.067 -0.087
3 1 -0.000 -0.125 0.081 -0.000 -0.058 -0.042 0.000 0.067 -0.087
\end{verbatim}
三、Gaussian格式文件处理工具介绍
处理和分析Gaussian格式文件的过程需要用到一些工具，下面将介绍几个常用的工具。
1. GaussView
GaussView是一款图形化的分子模拟软件，可以用于可视化分子几何构型、分析振动频率、绘制电子密度图等。它可以导入Gaussian格式的文件，并可将计算结果以图形化的方式呈现出来。
2. GaussSum
GaussSum是Gaussian格式文件处理的命令行工具，可以读取.log文件中的数据并进行各种处理。例如，它可以计算电子密度、绘制振动频率图、计算振动频率对应的红外吸收光谱等。GaussSum的安装和使用方法可以参考其官方文档。
3. Avogadro
Avogadro是一款自由开源的分子编辑器，可以用于可视化和编辑分子结构，支持多种文件格式。它可以读取Gaussian格式文件，并且可以进行各种分子编辑和可视化操作。
四、Gaussian格式文件的处理和分析方法
1.可视化分子几何结构
使用GaussView可以方便地可视化分子几何构型，例如：
\begin{figure}[htbp]
\centering
\includegraphics[width=0.4\textwidth]{gaussian.png}
\caption{用GaussView可视化的分子几何构型}
\end{figure}
2.计算振动频率
GaussSum可以计算并输出振动频率，例如：
\begin{verbatim}
========= Vibrational Frequencies (cm**-1) =========
373.1 489.0 1644.6
========= End of Vibrational Frequencies ==========
\end{verbatim}
3.绘制振动频率图
GaussSum可以绘制振动频率图，并可输出为图片。例如：
\begin{figure}[htbp]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{vib.pdf}
\caption{用GaussSum绘制的振动频率图}
\end{figure}
4.计算红外光谱
GaussSum可以计算振动频率对应的红外光谱，例如：
\begin{verbatim}
Calculating IR spectrum…
Output written to: CH3OH_IR.spectrum
\end{verbatim}
5.计算电子密度
GaussSum可以计算电子密度图，并可输出为图片。例如：
\begin{figure}[htbp]
\centering
\includegraphics[width=0.6\textwidth]{density.pdf}
\caption{用GaussSum计算的电子密度图}
\end{figure}
五、
本文介绍了在Linux环境下使用Gaussian格式的科研数据处理方法。在实际应用中，我们可以根据实际需要，灵活运用各种工具进行数据处理和分析，并得到高质量的科研成果。
