gaussview 利用の手引 - 東京工業大学...gaussview利用の手引き 1 1. はじめに...

GaussView 利用の手引

第 1版

東京工業大学学術国際情報センター

2017年 9月 21 日

GaussView 利用の手引き

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目次

1. はじめに ················································································· 1

1.1. 利用できるバージョン ································································· 1

1.2. 概要 ················································································· 1

1.3. マニュアル ··········································································· 1

2. GaussView の使用方法 ······································································ 2

2.1. GaussViewの実行 ······································································ 2

2.1.1. TSUBAME3 へのログイン ······························································ 2

2.1.2. バージョン切り替え ································································ 2

2.1.3. インタラクティブ実行 ······························································ 2

2.1.3.1. GUI の起動 ····································································· 3

3. 分子の構築方法 ··········································································· 5

3.1. 基本操作 ············································································· 5

3.2. マウス操作 ··········································································· 9

3.3. ライブラリについて ·································································· 10

3.3.1. リングストラクチャライブラリ ····················································· 10

3.3.2. 官能基ライブラリ ································································· 11

3.3.3. バイオライブラリ ································································· 12

3.4. 原子問距離、原子間の角度、二面角の変更 ·············································· 12

3.4.1. 原子間距離の変更 ································································· 12

3.4.2. 原子間の角度の変更 ······························································· 13

3.4.3. 二面角の変更 ····································································· 14

3.5. 原子価の付加 ········································································ 16

3.6. 原子の削除 ·········································································· 16

3.7. 初期構造の調整 ······································································ 17

3.8. ファイルヘの保存 ···································································· 17

3.9. 画像ファイルヘの出力 ································································ 18

3.10. Viewメニュー ····································································· 18

3.10.1. モデルの表示方法 ································································ 19

3.10.2. Display Format のメニュー ························································ 20

4. Gaussian の実行 ·········································································· 22

5. Gaussian の結果表示 ······································································ 25

5.1. 計算結果 ············································································ 25

5.2. 分子軌道の表示 ······································································ 26


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5.2.1. HOMO の表示 ······································································· 27

5.2.2. 分子軌道図の表示方法 ····························································· 30

5.3. 電子密度の表示 ······································································ 30

5.4. 振動アニメーション ·································································· 31

改定履歴 ···················································································· 32


1

1. はじめに

本書は、GaussView を東京工業大学学術国際情報センターの TSUBAME3 で利用する方法について説明していま

す。また、TSUBAME3 を利用するにあたっては、「TSUBAME 利用の手引き」もご覧下さい。利用環境や注意事項

などが詳細に記述されております。

Gaussian lnc.では，GaussView に関する Webページを公開しています．次のアドレスを参照してください．

http://gaussian.com

また，コンフレックス株式会社の GaussView のページは次の通りです．

http://www.conflex.co.jp/prod_gaussview_new.html

1.1. 利用できるバージョン

TSUBAME3で利用可能な最新バージョンについては TSUBAME計算サービス Webページのシステム構成＞アプ

リケーションソフトウェアをご確認下さい。

[アプリケーションソフトウェア]http:/www.t3.gsic.titech.ac.jp/applications

研究に支障がない限り、バグ修正の入っている最新版をご利用下さい。

1.2. 概要

GaussView は、Gaussian のグラフィカル・ユーザ・インタフェースです。分子モデルの構築や Gaussian の計

算パラメータの設定などのプリ処理機能と、計算結果の可視化などのポスト処理機能を有しています。

計算結果の可視化では以下の表示が行えます。

構造最適化された分子モデル

分子軌道図

電子密度図

静電ポテンシャル

1.3. マニュアル

GaussView Reference （gaussian.com）

http://www.t3.gsic.titech.ac.jp/applications

http://gaussian.com/wp-content/uploads/dl/gv6.pdf


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2. GaussView の使用方法

2.1. GaussView の実行

2.1.1.TSUBAME3 へのログイン

次のコマンドを入力し、TSUBAME にログインします。

SSH鍵を利用する場合

$ ssh login.t3.gsic.titech.ac.jp -l USER-ID –i 鍵ファイル -YC

sshオプションについては SSHの man page をご確認ください。

2.1.2.バージョン切り替え

module コマンドで module ファイルを読み込むことでバージョンの切り替えが可能です。

「TSUBAME3.0 利用の手引き」の「3.1. 利用環境の切換え方法」の方法で切り替えが可能です。読み込める

バージョンについては TSUBAME 計算サービス Webページのシステム構成＞アプリケーションソフトウェアを

ご確認下さい。

[アプリケーションソフトウェア]http:/www.t3.gsic.titech.ac.jp/applications

コマンド例

以下のコマンドでバージョンごとの Gaussian をロードすることができます。

$ module load 利用したいアプリケーション

gaussviewを利用する場合

$ module load gaussview/6 gaussian16/A03

module オプションの詳細については man module もしくは module の man page をご確認ください。

Gaussian16A03 では T3 に導入されている Tesla P100をサポートしていないため、GPU での計算は動作/サポ

ート対象外となります。

2.1.3.インタラクティブ実行

ログインノードは計算ノードとは別構成となっており、ログインノード上でアプリケーションを実行するこ

とは想定されておりません。ログインノードに負荷がかからないように「TSUBAME3.0 利用の手引き」の「4.3

インタラクティブジョブの投入」の方法でインタラクティブ利用（計算ノードに接続して直接コマンド実行）

を行ってください。以下のコマンドで計算ノードに接続します。

$ qrsh -g [TSUBAME3 グループ] -l [資源タイプ]=[個数] -l h_rt=[経過時間]

https://man.openbsd.org/ssh

http://www.t3.gsic.titech.ac.jp/docs/TSUBAME3.0_Users_Guide.pdf

http://www.t3.gsic.titech.ac.jp/applications

http://modules.sourceforge.net/c/module.html

http://www.t3.gsic.titech.ac.jp/docs/TSUBAME3.0_Users_Guide.pdf


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qrshで接続したノードから直接 X転送を行う場合は、下記の手順にて接続ください。なお、f_node のみが対

象となります。

(1) qrshコマンドの実行

(2) 別のターミナルから qrshで割り当てられたノードへの ssh接続

コマンド実行例

例では 2 時間接続で、割り当てノードとして r0i0n0が割り当てられた場合を想定しております。

割り当てノードはコマンド実行時に空いているノードですので、明示的にノードを指定することはできませ

ん。

#qrsh の実行

$ qrsh -g [TSUBAME3 グループ] -l f_node=1 -l h_rt=2:0:0

Thu Sep 21 08:17:19 JST 2017

r0i0n0:~>

#qrsh を実行したターミナルはそのままで、別のターミナルを立ち上げてください。

Last login: Thu Sep 21 08:16:49 2017 from XXX.XXX.XXX.XXX

login0:~> ssh r0i0n0 –YC

r0i0n0:~> module load <読み込みたいアプリケーション>

r0i0n0:~> <実行したいアプリケーションの実行コマンド>

2.1.3.1.GUI の起動

次のコマンドにより、起動します。

$ gview

Segmentation fault となる場合。もしくは、正しく描画されない場合

-soft オプションを追加して起動してください。

$ gview -soft

終了する場合は、[File]-[Exit]を選択してください。


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図 1 起動した GaussView


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3. 分子の構築方法

3.1. 基本操作

図 2 Element Fragment ボタンと Elementsウィンドウ

エタノールを例に説明します。Element Fragment ボタンをクリックすると Elements ウィンドウが表示され

ます。Elements ウィンドウから炭素原子を選択します。


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図 3 アクティブフラグメントボタン

赤線で囲んでいる原子の結合を示すボタンの表示が sp3 混成の炭素に変化します。このボタンをアクティブ

フラグメントといいます。


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図 4 Element Fragmentsウィンドウ

このボタンをクリックすると Element Fragments ウィンドウが表示されます。原子の結合性を変更する場合

はこのウィンドウで行います。今回作成する分子はエタノールですので、変更する必要はありません。


8

図 5 ウィンドウ

ウィンドウ上でマウス左ボタンをクリックすると、メタンが表示されます。水素原子はすでに付加されてい

ます。

図 6 メチル基

水素原子上でマウス左ボタンをもう一度クリックするとメチル基と置き替わります。


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図 7 Elements ウィンドウから酸素原子

Element Fragment ボタンをクリックし、Elements ウィンドウから酸素原子を選択します。

図 8 エタノール

ウィンドウでどれか 1 つの水素原子上でマウス左ボタンをクリックすると、水酸基に置き替わり、エタノー

ル分子になります。角度が悪く後ろの水素分子が見えない場合があります。その際は次項のマウス操作を実

行ください。

3.2. マウス操作

マウスの左・中・右ボタンをクリック、ドラッグすることによりモデルの回転・移動・拡大縮小が行えます。

マウスボタン（左）

クリック: アイテムの選択・挿入左右にドラッグ: Y軸方向の回転上下にドラッグ: X軸方向の回転

マウスボタン（中）

ドラッグ: モデルの移動

マウスボタン（右）

左右にドラッグ: Z 軸方向の回転上下にドラッグ: 拡大・縮小


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3.3. ライブラリについて

GaussView では、分子構築に役立つライブラリが用意されています。

3.3.1.リングストラクチャライブラリ

図 9 リングストラクチャライブラリ

環構造のライブラリです。デフォルトはベンゼン環に設定されています。このボタンをクリックすると、ア

クティブフラグメントボタンのアイコン表示が現在選択されている構造に変わります。

図 10 Ring Fragmentsウィンドウ

アクティブフラグメントボタンをクリックすると、Ring Fragments ウィンドウが表示され、必要な構造を選

択することができます。


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3.3.2.官能基ライブラリ

図 11 官能基ライブラリ

デフォルトはカルボニル基が選択されています。このボタンをクリックすると、アクティブフラグメントボ

タンのアイコン表示が現在選択されている官能基に変ります。

図 12 R-Group Fragments ウィンドウ

アクティブフラグメントボタンをクリックすると、R-Group Fragments ウィンドウが表示され、構造を選択

することができます。


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3.3.3.バイオライブラリ

図 13 バイオライブラリ

生体化学のためのライブラリです。デフォルトではアラニンが選択されています。このボタンをクリックす

ると、アクティブフラグメントボタンのアイコン表示が現在選択されている構造に変ります。

図 14 Bio logical Fragmentsウィンドウ

アクティブフラグメントボタンをクリックすると、Bio logical Fragments ウィンドウが表示され、必要な

構造を選択することができます。

3.4. 原子問距離、原子間の角度、二面角の変更

3.4.1.原子間距離の変更

図 15 Bio logical Fragmentsウィンドウ

GaussView ウィンドウ内の Bond ボタンをクリックします。


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図 16 原子の選択

ウィンドウ上で距離を変更する原子を 2点クリックします。選択された原子に番号が表示され、Semichem

SmartSlide ウィンドウが表示されます。

図 17 Semichem SmartSlide ウィンドウ

スライダーを動かすか Boxに値を入力すると、距離が変更します。OKボタンをクリックするとその値が確定

されます。

3.4.2.原子間の角度の変更

図 18 Angle ボタン

GaussView ウィンドウ内の Angle ボタンをクリックします。


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ウィンドウ上で角度を変更する原子を 3点クリックします。選択された原子に番号が表示され、

SemichemSmartSlide ウィンドウが表示されます。

図 20 SemichemSmartSlide ウィンドウ

スライダーを動かすか Boxに値を入力すると、角度が変更します。OKボタンをクリックするとその値が確定

されます。

3.4.3.二面角の変更

図 21 Dihedral ボタン


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GaussView ウィンドウ内の Dihedral ボタンをクリックします。


ウィンドウで変更する二面角を構成する原子を 4 点クリックします。選択された原子に番号が表示され、

Semichem SmartSlide ウインドウが表示されます。

図 23 Semichem SmartSlide ウインドウ

スライダーを動かすか Boxに値を入力すると、角度が変更します。OKボタンをクリックするとその値が確定

されます。1、4 位についている原子団ごと変更する場合は Move Group ボタンをオンにします。


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3.5. 原子価の付加

図 24 AddValence ボタン

GaussView ウィンドウ内の AddValence ボタンをクリックします。

図 25 酸素原子に付加した場合の画面

ウィンドウ内で原子価を付加する原子をクリックすると、原子価が付加されます（水素原子として表示され

ます）。

3.6. 原子の削除

図 26 Delete Atom ボタン

GaussView ウィンドウ内の Delete Atom ボタンをクリックします。ウィンドウ内で原子をクリックすると、

クリックされた原子が削除されます。

図 27 酸素原子を削除した画面


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3.7. 初期構造の調整

初期構造が悪いと収束計算がうまく行かない場合があります。このような場合、初期構造をつくり直すか、

Clean 機能を使用して初期構造の調整を行います。

図 28 Clean ボタン

GaussView ウィンドウ内の Clean ボタンをクリックするとモデル構造の調整が行われます。

3.8. ファイルヘの保存

ファイルメニューをクリックし、プルダウンメニューより Save をクリックすると Save File ウィンドウが

表示されます。

図 29 Save File ウィンドウ

Save the Following File Box 内にファイル名（～.com）を入力し、Save ボタンをクリックすると現在作成

されているモデルがファイルに保存されます。


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3.9. 画像ファイルヘの出力

GaussView では、LineArt（PostScript）、EPSF（encapsulatedPostScript）、TIFF、JPEG、BMP、PNGへの出力

をサポートしています。

図 30 プルダウンメニュー

ファイルメニューをクリックし、プルダウンメニューより Save Image...をクリックすると Save Image File

ウィンドウが表示されます。File name 内にファイル名を入力し、Saveボタンをクリックすると現在作成さ

れているモデルがファイルに保存されます。

3.10. View メニュー

GaussView ウィンドウの View メニューはツールバーおよびモデルの表示に関するメニューです。使用する

主なメニューを以下に示します。

表 1 View メニュー

メニュー名説明

Add View 表示されているモデルを別ウィンドウに表示します。複数の視

点からの表示が行えます。

Center モデルのセンタリングを行います。


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Show/Hide Builder Builder ウィンドウの表示・非表示を行います

Show/Hide Hydrogens 水素原子の表示・非表示を行います。

Show/Hide Dummys ダミー原子の表示・非表示を行います。

Show/Hide Labels 原子の通し番号の表示・非表示を行います。

Show/Hide Symbols 元素名の表示・非表示を行います。

Show/Hide Bonds 原子間結合の表示・非表示を行います。

Enable/Disable Synchronize 複数モデルの同時操作の有効・無効を行います。

Show/Hide Cartesian Axes X、 Y、 Z 軸の表示・非表示を行います。

Display Format。。。モデルの表示方法に関するオプションです。

3.10.1.モデルの表示方法

Display Format...をクリックすると、Molecular Display Format ウィンドウが表示されます。

図 31 Molecular Display Format ウィンドウ


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3.10.2.Display Format のメニュー

その他のオプションについて以下に示します。

SurfaceFormat

分子軌道図などサーフェース（面）を描いたときの表示設定です。

以下の選択切り替えが行えます。

Solid 塗り潰した面 Mesh 面をメッシュで表示 Translucent 半透明表示

Stationary Object Display

モデル静止時の表示精度、レンダリングの設定です。

スライダーを Realistic に近づけるほど表示精度が高くなります。

Moving Object Display

モデル動作時の表示精度、レンダリングの設定です。

スライダーを Realistic に近づけるほど表示精度が高くなります。

モデルの表示方法（Molecular Format）には以下のものがあります。デフォルトでは”Ball & Bond Type”

が選択されています。

図 32 Ball & Bond Type


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図 33 Ball & Stick

図 34 Tube

図 35 Wireframe


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4. Gaussian の実行

前章で作成したエタノール分子を使って以下の条件で計算を行います。

閉殻系の制限 Hartree Fock 法

構造最適化

振動計算

GaussView ウインドウの Calculate メニューをクリックし、プルダウンメニューから Gaussian...を選択する

と、 Gaussian Calculation Setup ウインドウが表示されます。

分子軌道図や電子密度図を描きたい場合は、チェックポイントファイルが必要になります。 Link0

Commands：で%chkの指定を忘れないで下さい。 Gaussian Calculation Setup ウィンドウで、計算のタイプ

を選択します。デフォルトでは一点計算になっています。

図 36 Gaussian Calculation Setup ウィンドウ


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ここでは構造最適化の後振動計算を行う、Opt＋Freqを選択します。選択可能な計算方法は以下の 8種です。

詳しいオプションと選択可能な理論モデルについては、Gaussian User’s Reference を参照してください。

Energy 一点計算

Optimization 構造最適化

Frequency 振動計算

OPT+Freq 構造最適化の後、振動計算

IRC 固有反応座標計算

Scan スキャン

Stability 安定性チェック

NMR 磁気遮へい定数

BOMD Born-Oppenheimer molecular dynamics model

ADMP Atom Centered Density Matrix Propagation molecular dynamics model

Gaussian の入力パラメータを設定後、Submit...ボタンをクリックすると、 Question ウィンドウが表示され、

入力データを保存するかどうかを聞いてくるので、 Saveボタンをクリックし、Save Gaussian Input File

ウィンドウの Fine name:欄でファイル名を入力します。 Save ボタンをクリックすると Run Gaussian ウィン

ドウが表示されますので、 OKボタンをクリックすると Gaussian が起動されます。

実行した Gaussian ジョブが終了すると以下のようなウィンドウが表示されます。結果を表示したいときは

Openボタンをクリックし、.chk ファイルを開きます。

図 37 OpenFile ウィンドウ


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GaussView ウィンドウの Results メニューから Summary や Vibrations などを選択し、結果を確認してみて

下さい。

図 38 Summary ウィンドウ

GaussView では、バッチジョブシステムと連携する機能がありません。

従って、GaussView を起動したノード上で Gaussian は実行されます。

生成した入力データを用いた計算をバッチジョブ投入をしたい場合は、 qsubコマンドを用いる必要があり

ます。その場合は Run Gaussian ウィンドウで OK ボタンをクリックせずに Cancel ボタンをクリックし、生

成された入力データを用いて以下を実行して下さい。Gaussian ジョブ投入方法の詳細については「Gaussian

利用の手引き」を参照して下さい。


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5. Gaussian の結果表示

計算が正常終了するとログファイル（.log）や、チェックポイントファイル（.chk）が作成されます。ファ

イルメニューから Open...をクリックすると Open File ウィンドウが表示されます。分子軌道図や電子密度

図の表示をする場合は File Type メニューから.chk を選択します。作成されたチェックポイントファイルを

選択し、Openボタンをクリックするとウィンドウが新規に起動し、計算結果のモデルが表示されます。

5.1. 計算結果

Results メニューから Summary をクリックすると Calculation Summary ウィンドウが表示されます。


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5.2. 分子軌道の表示

図 39 Surfaces and Contours ウィンドウ

Results メニューから Surfaces/Contours をクリックすると Surfaces and Contours ウィンドウが表示され

ます。


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図 40 Generate Cubesウィンドウ

Surfaces and Contours ウィンドウの Cube Actions..メニューから New Cube を選択すると、 Generate Cubes

ウィンドウが表示されます。デフォルトでは Molecular Orbital が選択されています。 RHF計算なので、α

電子とβ電子の数は等しく、HOMO は 13 番目で LUMOは 14 番目であることが分かります。

5.2.1.HOMO の表示

Generate Cubes ウィンドウで、OKボタンをクリックします。

図 41 Surfaces and Cubes ウィンドウ

Surfaces and Cubes ウィンドウが以下のように表示されます。mo=13 を選択し、Surface Actions...メニューか

ら New Surface を選択すると Surface ウィンドウに表示されます。


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図 42 HOMO の表示

HOMOの表示がウィンドウに反映されます。

5.2.2 LUMO の表示

Surfaces and Contours ウィンドウで Remove Cube を選択した後、Generate Surface ウィンドウ

Orbitals[LUMO]の値に 14を選択し、Surface Actions...メニューから New Surface を選択すると Surface ウィン

ドウに表示されます。


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図 43 Surfaces and Cubes ウィンドウ

図 44 LUMO の表示

上記において Surface Actions...メニューから Remove Surface を選択した後、 New Surface を選択すると

Surface ウィンドウに表示されます。


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5.2.2.分子軌道図の表示方法

分子軌道図の表示方法には以下のものがあります。View メニューより Display Format...を選択すると

Display Format ウィンドウが表示されます。このウィンドウ内の Surface タブ内の Format メニューで切り

替えが行えます。

5.3. 電子密度の表示

Results メニューから Surfaces/Contours をクリックすると Surfaces and Contours ウィンドウが表示され

ます。


Surfaces and Contours ウィンドウの Cube Actions..メニューから Surfaces and Contours ウィンドウで

Remove Cube を 2回選択した後、New Cube を選択すると、 Generate Cubes ウィンドウが表示されます。デ

フォルトでは Molecular Orbital が選択されています。 Kind メニューで Total Density を選択すると

Surfaces and Cubes ウィンドウが表示されます。


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Surface Actions...メニューから Remove Surface を選択した後、 New Surface を選択すると Surface ウィ

ンドウに表示されます。

5.4. 振動アニメーション

このメニューは Gaussian で Frequency の計算を行う必要があります。 Results メニューから Vibrations...

を選択すると Display Vibrations ウィンドウが表示されます。

Spectrum...ボタンをクリックすると、Vibrations Vibrational Spectra ウィンドウが表示されスペクトル

グラフが表示されます。

描く振動モードを選択し、Show Displacement Vectors をオンにすると、メインウィンドウ内に固有振動ベ

クトルが表示されます。

Display Vibrations ウィンドウ内の Start ボタンをクリックすると、振動のアニメーションが表示されま

す。


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改定履歴

改定番号改定日付内容

v1 3/14/2018 初版

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