pc-chem.info http://pc-chem.info/ Desktop Chemistry on Personal Computer. ja Copyright 2010 Sat, 14 Nov 2009 16:32:39 +0900 http://www.sixapart.com/movabletype/?v=3.2-ja-2 http://blogs.law.harvard.edu/tech/rss スケーリング(系のサイズと計算時間の関係)の比較 量子化学計算を行う際、当然系が大きくなるとそれだけ計算時間がかかるわけですが、系が倍になれば計算時間も倍かというと、そうはいきません。系のサイズN(通常基底関数の数や単位構造の数をとります)に対して、理論上の計算時間はHFは4乗、MP2は5乗、CCSD(T)は7乗に比例し(これをスケーリングといいます)、計算対象が大きくなると急激に計算時間が延びることが容易に理解できます。

このスケーリングを小さくし、系のサイズの1乗に比例する＝リニアスケーリングに到達することが現代計算化学の目標とされているわけですが、そう簡単には到達しません。今使えるプログラムの各種理論モデルはどれくらいのスケーリングなのか、GAMESS(US)・PC GAMESS/Firefly・ORCA(とおまけでPRIRODA)の比較をしてみました。

]]> http://pc-chem.info/a00/post_12.html http://pc-chem.info/a00/post_12.html (A-00)フリーのプログラム Sat, 14 Nov 2009 16:32:39 +0900 来場ありがとうございました sa09_banner2.jpg 「模型とモデルで知る未来を拓く分子の世界」にご来場頂いた方、ありがとうございました。また、途中で通りがかりで参加しようとして席が空いていなかったばっかりに入れなかった方、申し訳ありませんでした。 ちょっと、いや大分詰めの甘い内容となってしまいましたが、何か感じ取っていただけるものがあれば嬉しいです。薬を創るのは大変ですよ(その"種"でさえ)。 参加報告が分子計算と視覚化研究会のアナウンスページ(上のバナーのリンク先)に公開されています。そこで使用した資料のpdf版が見れるようになると思いますので、復習したい方や、当日来られなかった方も是非ご覧下さい。(掲載され次第こちらにその旨追記します) 【2009/12/13】今回の資料の簡略版(体験学習部分を省略)をslideboomで自由に閲覧できる形にしました。下の「続きを読む」をクリックして下さい。 ※slideboomの情報を提供してくださった本間さんに感謝します！]]> http://pc-chem.info/y00/post_13.html http://pc-chem.info/y00/post_13.html (Y-00)告知 Sun, 25 Oct 2009 17:37:41 +0900 いくつか更新しました ORCAによる化学シフトの高速計算の記事を掲載しました。ORCAは、NMR以外でもかなり使えるプログラムだと思います。 あと、「このサイトについて」というコーナーを作りました。目的や、現在の私の計算機環境(記事中の計算時間を読者の環境に換算する際に参考になるかも)を記載してあります。 先月より始めたサイトの整理やほぼ終結しました。ほとんどの記事のURLが整理前と変更になっていますので、記事への直リンクは切れている可能性が高いです。一応、404のページにその辺を書きましたので、迷うことはないと思いますが…]]> http://pc-chem.info/y00/post_10.html http://pc-chem.info/y00/post_10.html (Y-00)告知 Mon, 08 Jun 2009 21:03:32 +0900 筆者の計算環境
Windows機
CPUCore2 Quad Q9300 (2.50 GHz)
M/BGA-G33M-DS2R (G33)
RAMDDR2-800 8GB (2GBx4)
HDDSATA2 500GB/7200rpm
OSWindows Vista Business (32bit)
※RAMのうち4.7 GBをRAMディスクとして利用

Linux機
CPUCore2 Extreme QX9650 (3.00 GHz)
M/BP5K PRO (P35)
RAMDDR2-800 8GB (2GBx4)
HDDSATA2 500GB/7200rpm [system]
SATA2 80GB(Intel製SSD)x2 (RAID0) [scratch1]
SATA2 128GB(Samsung製SSD)x2 (RAID0) [scratch2]
SATA2 16GB(ANS-9010) [swap]
OSCentOS 5.4 (x86_64)
MPIOpenMPI 1.4.1
※冬場は10%ほどOCして利用
※Linux機はWindows機から制御(TeraTerm + FFFTP)

プログラムのバージョン
MOPAC6.06, 7.1(2006/08)
GAMESS(US)2009.01(R3)
PC GAMESS/Firefly7.1.G
ORCA2.7.0
PRIRODA6(2006/08/20)
ABINIT-MP4.2(2009/06/01)
]]> http://pc-chem.info/z00/post_9.html http://pc-chem.info/z00/post_9.html (Z-00)このサイトについて Mon, 08 Jun 2009 20:44:11 +0900 pc-chem.infoとは何か このサイトは、一般的なWindows PC上にお金を掛けずに計算化学環境を構築し、様々な計算(特に有機化学周辺)を行う方法などをまとめているものです。最近はLinuxも使い始めていますが… 量子化学計算プログラムとしてはMOPAC, GAMESS(GAMESS(US), PC GAMESS/Firefly)を中心に、可視化/モデリングソフトとしてはWinmostarを主に用いています。 私(s2k)の専門が有機合成であるため、その周辺分野に内容は偏っています。 http://pc-chem.info/z00/pccheminfo.html http://pc-chem.info/z00/pccheminfo.html (Z-00)このサイトについて Mon, 08 Jun 2009 20:34:09 +0900 ORCAのIGLO法でNMR化学シフトの高速計算 GAMESSを使ってNMRの化学シフトを計算することができますが(記事)、この計算にはかなりの時間とメモリ量を要し、量子化学計算で算出する利点の数々もこのリソース消費との比較で霞んでしまうことがあります。
商用プログラムでは化学シフトの高速計算を実現しているものもありますが、無償で利用可能なプログラムの中にも高速で計算できるものがあります。

ORCA(http://www.thch.uni-bonn.de/tc/orca/)は、ドイツ・ボン大学のFrank Neeseらによって開発・メンテナンスが行われているプログラムですが、このプログラムにはIGLO法によるNMR遮蔽定数計算が実装されています(しかもLinux版では並列化されています)。ORCAのIGLO法によるNMR計算では、GAMESSのGIAO法による計算に比べて圧倒的に計算時間が短く、しかもメモリ消費量も格段に少なくなっています。ppm換算で小数点以下1桁までしか出力されないため、1H-NMRの計算には不向きですが、13C-NMRの計算には十分活用可能です。

果たしてその精度はどれくらいなのか、実際にいくつかの有機分子で計算を行ってみました。

]]> http://pc-chem.info/a00/a03orca/orcaiglonmr.html http://pc-chem.info/a00/a03orca/orcaiglonmr.html (A-03)ORCA Mon, 08 Jun 2009 20:07:13 +0900 芳香族性の記事を書き直しました Aromaticityのページを一から書き直しました ISEとかNICSとか少しは以前のものよりグレードアップしたかもしれません。。。 【2009/05/07追記】 サイトの階層構造を変更しました。現時点ではいくつかの記事間リンクが通じていない状態です。早めに復旧しますので、今しばらくお待ちください。]]> http://pc-chem.info/y00/post_8.html http://pc-chem.info/y00/post_8.html (Y-00)告知 Tue, 05 May 2009 22:43:02 +0900 Aromaticity 高校の化学で習う有機化合物の分類に「芳香族化合物」があります。由来を知らないと何か変なネーミングですが、変なのはそれだけではなく、むしろその化学的性質です。不飽和結合(=π結合)を有するにも関わらず付加反応を受けにくく、むしろ置換反応を起こす。普通の不飽和化合物としての予測よりも燃焼熱が小さい。ベンゼンやシクロペンタジエニルアニオンのC-C結合が全て同じ長さ。こういった芳香族化合物に特徴的な性質を「芳香族性」といいます。 計算化学によって芳香族性を調べることができますが、ここでは
・芳香族性による安定化を実験的に見積もる方法である水素化熱の比較
・異性化反応モデルによる芳香族性の見積もり
・磁気的性質によって芳香族性・反芳香族性を調べる
の3つについて計算例をお示しします。

]]> http://pc-chem.info/b00/b01/aromaticity.html http://pc-chem.info/b00/b01/aromaticity.html (B-01)分子・錯体の構造・性質 Tue, 05 May 2009 22:20:00 +0900 半年振りの更新です MOPAC 6.06」の公開です。Winmostarの千田さんを筆頭に何人もの方にご協力頂き、無事公開に至りました。改めて、深く感謝の意を表します。ありがとうございました。 実際のところ、私(s2k)にはFortranのプログラミングスキルは皆無です。ですので、コード修正のほとんどは千田さんが実施しています。私はというと、論文で公開されたパラメータを地道に移植していくことと、その検証をすること、出力ファイルの表記の微調整ぐらいです…誰でもできることですね。 ]]> http://pc-chem.info/y00/post_7.html http://pc-chem.info/y00/post_7.html (Y-00)告知 Sat, 14 Mar 2009 13:02:00 +0900 MOPAC 6.06 CCL (computational chemistry list)で無償公開されているMOPAC 6のちょっと強化版「MOPAC 6.06」をここに公開します。

mopac606_exe.zip
(Windows用実行ファイル(Cygwin/g77でコンパイル), 重原子80/水素原子100)
mopac606_src_diff.zip
(改変・追加した差分ソースコード)
linux_runscript.zip
(linux用入出力補助シェルスクリプト)


MOPAC 6.06とは

Yale大学のJorgensenらによるPDDG (Pairwise Distance Directed Gaussian)法追加版MOPAC 6を基に、同グループから発表された追加のPDDG/PM3パラメータを加え、いくつかの機能追加・バグフィックスを施したのがMOPAC 6.06です。発案およびPDDG/PM3パラメータ追加は佐々木(pc-chem.info)が、.mgf出力やいくつかのバグ修正等は千田(tencube)が実施しました。


]]> http://pc-chem.info/a00/a01mopac/mopac_606.html http://pc-chem.info/a00/a01mopac/mopac_606.html (A-01)MOPAC Sat, 14 Mar 2009 12:55:28 +0900 【更新停止のお知らせ】 すでに2ヶ月近く更新が滞っておりましたが、一度更新停止のお知らせとともに区切りを付けたいと思います。この「更新停止」は無期限ではなく、いずれ再開しますが、1年程度の休息期間を入れたいと考えています。 いろいろと理由はありますが…本業が忙しい(充実している)ということもあって、なかなかこちらに目を向けられない状態になっているのも事実です。 フォーラムやメール(s2k_admin[at]pc-chem.info)への返信はなるべく速やかに対応しますので、どうかご容赦を m(_ _)m http://pc-chem.info/y00/post_5.html http://pc-chem.info/y00/post_5.html (Y-00)告知 Sun, 17 Aug 2008 12:08:08 +0900 1重項ビラジカルの構造と遷移状態探索 有機化学の世界においては、対象となる分子の多くは閉殻分子で、かつ反応機構も極性機構で捉えられています。しかし、その枠組みから外れる分子や反応機構も数多く知られています。今後、電子構造や反応機構が見直されていくものもあるでしょう。

計算化学において取り扱いの難しい化学種に「ビラジカル」があります。よく知られているビラジカルといえば酸素分子がありますが、他にも実際に観測されたものや理論的に考えられるものがいろいろあります。これらは1重項・3重項ともに閉殻状態の理論(RHF)では取り扱うことができません。1重項なのに閉殻じゃない、というと変な感じがしますが、実際に1重項ビラジカルは観測されていますし(酸素分子は基底状態が3重項ですが、1重項酸素も光反応等において重要な役割を果たしています)、最も長寿命の1重項ラジカルは日本で生み出されました(広島大・安倍研)。
1重項ビラジカルのような特殊な電子構造を扱うには、複数の電子配置を一緒に考慮する手法が必要です。多数の電子配置を参照する理論を「多参照理論」と呼びますが、ここではGAMESSを使って、そのような理論の一つ「CASSCF(完全活性空間多配置SCF)」の簡単な計算例をお示しします。

]]> http://pc-chem.info/b00/b02/1.html http://pc-chem.info/b00/b02/1.html (B-02)反応機構解析 Mon, 05 May 2008 15:26:07 +0900 Windows Vista x64での動作状況一覧 Windows Vista x64 (SP1)での各種プログラムの動作状況をここに記載していきます。 私が確認できたものを随時公開していくのは勿論、ご覧の方で自分のところで動作確認が取れたというものも、メールorこの記事へのコメントでお寄せ頂ければと思います。 各プログラムのすべての機能を確認するのは難しく、またハードウェアやドライバ等の環境にも依存しますので、完全動作を保障するものにはならないかと思います。あくまで利用は自己責任で。 [凡例：○＝問題なく動作, △＝一部問題あり, ×＝重大な問題あり(使用に耐えない), x86＝32bit環境(WOW)で動作, x64＝64bit環境で動作] 【アルファベット順】 ArgusLab 4.0.1 × (x86, 分子を回転できない) Avogadro 0.6.1 ○ (x86) Facio 11.5.1 ○ (x86) Jmol 11.4.0 ○ (x86) MacMolPlt 7.1 △ (x86, 分子を回転させるときにもたつく) Molekel 5.3.0 × (x86, GAMESSの出力読み込み時に落ちる) OpenBabel 2.1.1 ○ (x86) ORCA 2.6.35 ○ (x86) PC GAMESS 7.1.5 ○ (x86) WinGAMESS 08 ○ (x86) Winmostar 3.71L ○ (x86) http://pc-chem.info/y00/windows_vista_x64.html http://pc-chem.info/y00/windows_vista_x64.html (Y-00)告知 Sun, 13 Apr 2008 21:50:59 +0900 Winmostar V.3.71 (08/02/19) Winmostar Home Page ]]> http://pc-chem.info/winmostar_v371_080219.html http://pc-chem.info/winmostar_v371_080219.html Tue, 19 Feb 2008 22:50:02 +0900 【お詫び】GAMESS用D&Dバッチファイルの公開中止 こちらで公開しておりますので、適宜ご参照下さい。 ※D&Dできるファイル数の制限を無くす方法等については、単独でいずれどこかにまとめたいと考えております(誰にでもできる簡単なことではありますが)。]]> http://pc-chem.info/y00/gamessdd_2.html http://pc-chem.info/y00/gamessdd_2.html (Y-00)告知 Mon, 18 Feb 2008 20:59:03 +0900