总结：从课题1中提炼的大致的过渡态分析过程
流程分析
这一步主要是需要充分了解反应中的各步产物并猜想可能存在的机理。
制作反应图（点到点）
- 用ChemDraw绘制全过程的反应物-产物
制作反应流程图
将上一步的所有物质通过对原理的理解绘制成完整的流程。
- 通过猜想的反应机理推测反应中涉及的断键方式
- 通过断键方式绘制对应的过渡态结构（复杂的需要提供“伪3D”结构）
- 也可根据产物结构反向推测可能存在的过渡态结构
Tips：
- 画势能面的时候，在chemdraw的object里设置apply object settings from 为ACS Document 1996
- 每个格子的高度一般相当于5 kcal/mol, 势能面的位置尤其是纵向不是随便画的
- 每个结构下面的能量值要设置为居中对齐，结构上面的名字、中间的横线和下面的能量值也要尽量对齐
- 构象与结构式方向，位置保持一致，不同结构之间也保持一致
结构优化
主要是获得各个结构气相条件下的最优结构。
中间体优化
中间体不一定是中性的，它只是代表存在一个这样的有稳定化学键的结构。
- 通过GaussView绘制各个反应物和产物的结构
- 通过较高精度基组获得所有中间体的稳定（能量最低）结构
- 确定优化结构的构象确实处于最为稳定的状态，否则微调并继续优化
过渡态优化
流程图中确定的断键-成键方式是获得相关结构过渡态的一个重要方法。
- 对于熟练者，可直接调节断键处键长后直接通过低精度基组+固定键长优化确定其结构稳定性，然后进行opt优化确定猜测是否准确
- 对于不熟悉的键，可通过柔性扫描方法设定键长范围逐步计算各个键长下过渡态体系的能量，使用较低基组+
opt=modredundant - （承上）从各点能量图中获取最高点进行结构优化（OPT）计算
- 判断过渡态产物振动频率是否符合要求，否则需要调整
- OPT易产生振荡时，可考虑更换相近的点再算并验证断键处键长
- 选择相近点中优化结构较为合理的，先作为基准进行记录
- 有必要进行构象优化的，可以上述过程获得的结构构象为基础微调后继续opt优化
- 有必要进行IRC验证的，可以通过从低到高精度的基组跑IRC
- 结构不合理、能量不合理的，先考虑结构再考虑换基组再考虑换基组精度再考虑换工具
结构反馈
对于上述优化过程中出现的结构不符合一开始推测的原理或断键机制的，要及时反馈到反应流程图上；同理，反应产物构象与预想不同的也需要更新。
构象优化
对于中间体和过渡态结构中不符合C键排布规律的，要通过微调实现“官能团交叉”，调整后需要及时计算单点能并反映到势能面统计表格中。
势能面绘制
通过结构优化获得所有产物的最佳构象后，就可以做最后势能面绘制的准备工作了。
数据收集
- 收集上述所有产物的opt数据，主要记录EE（气）、热力学修正（×2）；
- 计算所有产物在指定溶剂中的数据，主要记录EE（溶剂）
- EE（溶剂）+修正=E（溶剂）
图形绘制
- 绘制竖轴箭头（单位和数据）
- 将反应流程图所有结构合理排布到势能面图
- 设定合理的势能面零点物质，各步能量求差并记录
- 绘制同样趋势的势能面变化折线图
- 在折线上下方标注物质和能量，通过居中和位置微调进行排版
CheckOut整理板
按照上述思路，整理了一个工作模板，以后按照这个模板干活和填充内容就行。
流程表
- 反应流程图
| 完成情况 | |
|---|---|
| 反应物 | |
| 产物 | |
| 原理 | |
| 断键位置 | |
| 过渡结构 |
- 结构优化
| 完成情况 | |
|---|---|
| 3D结构绘制 | |
| 输入文件调整 | |
| 中间体优化 | |
| 中间体优化确认 | |
| 过渡态扫描 | |
| 过渡态优化 | |
| 过渡态优化确认 | |
| 构象优化确认 | |
| IRC确认 |
- 势能面绘制
| 完成情况 | |
|---|---|
| 气相数据收集 | |
| 液相单点数据计算 | |
| 流程图绘制 |
反应流程图（示例）
步骤check表
以上图为例：
| 物质 | 结构优化 | 气态能量 | 液态能量 | 柔性扫描 | IRC验证 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1 | |||||
| A2 | |||||
| A3 | |||||
| A4 | |||||
| TS-1 | |||||
| TS-2 | |||||
| TS-3 |
Sheet2 能量记录表
以上图为例：
| E(OPT) | ΔH | ΔG | H | G | E(SOV) | ΔH | ΔG | H | G | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A1 | A1 | ||||||||||
| TS-1 | TS-1 | ||||||||||
| ΔH&ΔG | ΔH&ΔG | ||||||||||
| A2 | A2 | ||||||||||
| ΔH&ΔG | ΔH&ΔG | ||||||||||
| TS-2 | TS-2 | ||||||||||
| ΔH&ΔG | ΔH&ΔG | ||||||||||
| A3 | A3 | ||||||||||
| ΔH&ΔG | ΔH&ΔG | ||||||||||
| TS-3 | TS-3 | ||||||||||
| ΔH&ΔG | ΔH&ΔG | ||||||||||
| A4 | A4 | ||||||||||
| ΔH&ΔG | ΔH&ΔG |
常用能量换算系数：
- 1 hartee = 627.5 kcal/mol
- 1 hartee = 27.2114 eV
- 1 hartee = 2625.5 kJ/mol
相关的示例表模板可从腾讯文档查看。
数据填写方法和排错
填写时，先将数据分为两个文件夹，然后将所有涉及的文件按照opt和溶剂化分别建立文件夹并整理进去。
然后逐一打开文件复制粘贴就行了。再根据数据调整势能面图即可。
当能量出现问题时，按照以下顺序整理：
- 数据填写错误（有没有看错或者复制错？再检查一下？）
- 结构是否全部收敛？（第三项未收敛除外）
- 构象是否还有优化空间？
- 如果有特殊的原子，这一原子对应的手性等构象异构是否完整列进去？
反思
虽然这次的课题非常简单，但是还是整整弄了一个月，中间还出了一大堆感觉很让老板怀疑我的那种糗事，我觉得我都可以找个洞钻进去了。
但是，这次出现的问题倒是非常值得盘点，虽然隔壁基本上都说过了，这边还是总结一下整个过程中的问题：
- 最大的问题，当然还是不怎么问，虽然后面有改善，但是一开始就应该这样……
- 一开始的基组使用完全是懵的，该怎么写输入文件也不太会，后来同学过来问我进度我才去问
- 区分单点计算、OPT计算花了很长时间，另外一开始也不知道柔性扫描到底是啥玩意就瞎调整键长，浪费了不少有效时间
- Chem Draw绘制图表多多少少有点毛糙，意思是对的但是很多细节都不太好，另外有些结构画的也不够准确，不过这个是小问题，因为老板这方面还是相当宽容的
- 数据整理，这个确实很丢人了……不说了
- 拼写错误：solvent拼错成solnevt还是啥来着，反正和之前的categories有着一样的吐血感……
以上就是本次课题完成的过程和相关内容的反思。