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高斯优化过渡态的经典总结
一般地，优化所得驻点的性质（极小点还是过渡态）要靠频率来确定；而对过渡态，要确定反应路径（即到底是哪个反应的过渡态）必需要做IRC了，不然靠不住的（往往用QST找到的过渡态并不一定就是连接输入反应物和产物的过渡态）。
在我们用QST2或QST3来优化过渡态时，需输入反应物和产物，实际上反应物和产物的输入顺序是没有关系的。就是说，先输反应物后输产物和先输产物后输反应物得到的是同样的过渡态。这也好理解，QST2里对过渡态的初始猜测实际上是程序自动将输入的反应物和产物的各变量取个平均，所以输入顺序是没有关系的。对QST3和TS，需人为指定过渡态的初始猜测。
上面说的反应物和产物的输入顺序没有关系，有个前提条件，就是反应物和产物的自旋多重度一致。对QST3，因为是人为指定过渡态的初始猜测，所以没有影响；而对QST2，过渡态的自旋多重度默认和后面输入的一致。如果反应物和产物的自旋多重度一致，那随便先输哪个都没关系；而如果反应物和产物的自旋多重度不一致，这时该怎么办？？？ 当反应物基态多重度为1，产物基态多重度为3时，到底将过渡态的多重度定为1还是3？还是两个都试，哪个能量低取哪个？假如取1，在下来做IRC验证时，Reverse还好办，Forward却是按多重度为1做的，这样怎么能和多重度为3的产物连接起来？
要将其关联起来，需有一个为激发态，这样才能在自旋多重度上保持一致。可这种处理对吗？还有更好的思想吗？另外，我觉得IRC难用得很，很难控制，也不知自己钻进了哪条死胡同！！
一直对此很迷茫，希望各位大侠援助啊！
对于这点确实很迷茫，我觉得好像得用cas解决，有看过类似的文献，上面有用cas得出过反应物基态经激发态再回到基态得出产物的反映路径。我没有试过，对于cas我很是头疼，理论和实践都一无所知。
作 IRC 能说明哪些问题？
irc做完，就说明我们完成了这个反应路径地计算，
在SUMMARY OF REACTION PATH FOLLOWING:，我们可以看到分子过渡态的键长键角与能量随着反应坐标的变化而变化，如果你将反应坐标与能量作图，就可以得到一条过渡态曲线，由于irc计算是结构沿着反应路径的方向，在每个点进行优化的，所以如果你找的过渡态是正确且优化是成功的话，TS确实是连接两个minimum的。
一般IRC的两个终点并不恰好就是反应物和生成物，除非不断加大Maxpoints。然而此时IRC又往往会出错，或者并不能达到指定的Maxpoints，例如，我想正反两个方向各算20各点，IRC计算正常完成，但结果中并没有41个构型。如果这时作能量-反应坐标曲线，如何确定精品文档
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反应物和生成物的反应坐标？
如果你的过渡态确实做得漂亮，那么就一定可以成功地由过渡态找到与之对应的反应物、生成物。可这只是理论上的东东，现实中，由于反应的势能面实在太复杂，你千辛万苦所得到的过渡态是很难天衣无缝地连接反应物、生成物的。不断加大Maxpoints 简直是Kill time。 一般地，我们可以将IRC最后得到的两个结构的所有数据分别与你做QST时所用的两个结构进行对比，只要结构数据的差别、能量差别比较小，就可以基本认定（因为反应的势能面太复杂）你IRC是成功的了。
说得好！取点越多越好，但我发现往往作不到这一点，所以我也是将IRC最后得到的两个结构的数据分别生产物态和产物态的两个结构进行对比。
而且我发现，作IRC时频率计算给出的讯息很重要，呵呵！
过渡态寻找小结
刚刚做了一段时间的过渡态，期间碰到了许多的困难。寻找过渡态不是一件容易的事（对于我和大多数刚涉及量化的人来说），因此我希望通过写这个经验小结能对大家有些帮助。 1.首先遇到的问题是，用哪种方法来寻找过渡态？
GAUSSIAN提供的方法是QSTN和TSN方法。两种方法各有优点和缺点。QSTN方法特别QST3方法要求输入反应物，过渡态的猜测结构，产物这三者的结构。特别麻烦。但很管用，一般不会出现不收敛的情况。对于TSN（对应关键词为OPT=TS）方法，只要求输入过渡态的初始结构，但这个初始结构非常的关键，如果结构不好，则很容易出现不收敛的情况。所以我建议，如果是刚开始做过度态的话，用QSTN方法是好的选择，等有了“感觉”之后，再用TSN方法。
2. 怎么解决经常出现的错误？
在找过度态的时候，经常碰到的一些问题就是不收敛（1）.，有一个错误的本征值（错误信息为：there is a wrong sign eigenvalue in hessian matrix.....)（2），和LINK9999错误导致退出。（3）
对于不收敛的情况，可以分为两类，比如提示信息里的CONVERGENCE FAILER 提醒收敛到了10（-5），而此时你设定的SCF循环次数也仅仅是64步，那么完全有希望通过加大SCF循环次数来达到收敛的目的。倘若只收敛到10（-3）或10（-2），此时加大循环次数可能就没用了。结果还是CONVERGE FAILER。 此时可采用SCF=QC，来达到强制收敛的目的 。因为SCF=QC（LINK508）的计算量比默认的L502要大，所以不到万不得以就不用它了。
出现第二个错误可以直接用 关键词OPT=NOEIGEN 来实现。
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LINK9999出错是因为已经走完了默认的步数，但还未完成。系统会自动跳出。出现这种情况大多数就是因为优化步数和SCF步数超过了默认值。可用OPT（MAXCYCLE=100）和SCF（MAXCYCLE=300）来改错。
3.怎么样控制过渡态的优化，使得过渡态不至于收敛到其他的分子结构中去？
我用GAUSS VIEW 可以解决这个问题 ，当刚开始运行GAUSSIAN时，你用GVIEW去打开输出文件时，你可以看到你的过渡态的初始输入结构，当一个循环过后（从上一个LINK502到下一个LINK502），你再打开输出文件，你就可以清晰地看到优化一步后分子的构型，这样就可以随时监控过度态分子的结构，倘若已经有收敛到其他分子构型的趋势时，你就可以把它给KILL了，而不至于需要等全部工作结束后，打开输出文件才知道已经不是想要的过渡态了。 如果收敛到其它的构型上去，可以考虑缩小OPT的步长.iop(1/8=2或3）即可。 4. 还需要加其它的关键词吗？
建议在OPT中加入CALCFC。这样可以加大找到过渡态的几率。本人深有体会！ 先写这么多了，难免有错误和不恰当之处，还希望大家来指点和补充！
我找过渡态的经验是：找过渡态的关键点，是如何根据反应体系的立体结构和反应过程化学键的断裂和形成的轨道的空间形状，提出一个合理初始的过渡态的结构，再进行优化。提出的初始过渡态结构越接近真实结构，就越容易找到，否则花一年时间也可能找不到一个过渡态。而找过渡态的QSTN方法、TSN方法的差别不是太大。
这几个帖子都很好，我也找了十几个简单的过渡态，不是直接找到的，而是先用目标过渡态的四元环结构做，然后对四元环结构逐步“修饰”直到那个四元环就是我需要的四元环为止，这个方法来得一般比较简单，但也有无法“修饰”到目标过渡态的情况，其他方法都是一样的。 10（-5）表示十的-5次方。
每个循环都会列出SCF计算的结果，和收敛值啊。可以找的到的。 iop(1/8)=2
相当于在找过度态的时候，以2A（A为基本单位长度）为单位来寻找过渡态。
就象有一百个抽屉里只放了一个苹果，当然是一个一个抽屉打开，找到苹果的把握最大了。此时意味着iop(1/8)=1。
有虚频说明结构处于不稳定状态。过渡态的初始结构猜测应该根据已有的知识和经验啊，哪种构型或构象最可能是过渡态，注意有时候猜测可能与计算结果完全相反。
反应坐标
势能面是研究化学反应历程的基础。对一个势能面来说，我们比较关心其关键点。势能面上的关键点是指势能的极值点，包括反应物 (R)、产物 (P)、中间体 (I) 与过渡态(TS) 或鞍点（saddle point）等。连接反应物、过渡态和产物的反应途径，是一条能量最低的路径（minimum energy path），称为反应坐标（reaction coordinate）。各关键点是通过反应坐标联
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结起来的，过渡态是其上面的一级鞍点。
＊不同类型的反应坐标
我们常说的反应坐标、最小能量路径等用语，严格地说，是有一定区别的。
（1）最速下降路径：也称最小陡降路径。从过渡态出发，体系会沿着最陡的斜坡向反应物深谷和产物深谷移动，移动路径与等能量面正交，方向与势能梯度相反。这条路径的任何地方，其垂直方向有一极小点，就是垂直切割最速下降路径的交点。
（2）内禀反应坐标：内禀反应坐标就是连接反应物、过渡态和产物的最速下降路径。 （3）最小能量路径（MEP）：通常选定一个反应坐标，使能量相对于其它坐标为最小。这样的反应路径，常常会引起弯曲甚至不连续，特别地与最速下降路径偏离甚远，而后者是真正的最小能量路径。举例来说，Relaxed Scan 的结果就是一条MEP。
（4）经典轨迹：上述路径在势能面上对应着一组原子无限缓慢地移动（零动量），而轨迹是通过在包括核最初动量的合适初始条件下求解反应物的运动方程得到的。动力学效应，例如离心力，将使分子沿着不同于最速下降的路径移动。随着分子象台球一样从势能山脊上弹起又滑下山坡，轨迹可能十分繁长。 irc输入和结果
%Chk=irc
#p hf/sto-3g irc(forward,calcfc) guess=read geom=allcheck
****************************************** %nproc=2 %Chk=irc2
#p hf/sto-3g irc(reverse,calcfc)
guess=read geom=allcheck scf(maxcyc=200) (results:)
SUMMARY OF REACTION PATH FOLLOWING: 与scan看结果一样是看OPti上的那个orient。
如果是单独作irc(forward)和irc(reverse)，取出最后opt结果上面的那个orient来看irc到底是个什么样的过程。第一个是过渡态的orient了。
关于虚频的一个简单的理解 首先，什么是频率。 精品文档
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中学的时候我们学过简谐振动，对应的回复力是f=-kx,对应的能量曲线，是一个开口向上的二次函数E=kx^2/2. 这样的振动，对应的x=0的点是能量极小值点（简单情况下也就是最小值点）。这时的振动频率我们也会求：ω=2π sqrt(k/m)。显然它是一个正的频率，也就是通常意义下的振动频率。
那么，一维情况下，如果能量曲线是一个开口向下的二次曲线呢？首先，从能量上看，这是个不稳定的点，中学的物理书上称为“不稳平衡”。用现在的观点看，就是这一点导数是零（受力为0），且是能量极大值。如果套用上面的公式，“回复力”f=-k'x（实际上已经不是回复，而是让x越来越远了），这里k'是个负数，ω=2π sqrt(k'/m)显然就是一个虚数了，即所谓的虚频。Gaussian里面给出一个负的频率，就是对应这个虚频的。
实际情况下，分子的能量是一个高维的势能面，构型优化的时候，有时得到了极小值点，这样这个点的任意方向上，都可以近似为开口向上的二次函数，这样这里对应的振动频率就都是正的。对于极大值点，在每个方向都是开口向下的二次函数，那么频率就会都是负的——当然一般优化很少会遇到这样的情况。对于频率有正有负的情况，说明找到的点在某些方向上是极大值，有些方向上是极小值。如果要得到稳定的能量最低构型，显然需要通过微调分子的构型，消去所有的虚频。如何微调？要看虚频的振动方向。想象着虚频对应的就是开口向下的二次函数，显然，把分子坐标按照振动的方向移动一点点，分子应该就可以顺着势能面找到新的稳定点，但是也不能太小。而所谓的过渡态，则是连接反应物和产物之间的最低能量路径上的能量极大值。好比山谷中的A，B两点，它们之间的一个小土丘，就是过渡态，从A到B的反应，需要越过的是这个小土丘，而不是两边的高山。这样，过渡态就是在一个方向上是极大值，而在其它方向上都是极小值的点。因此，过渡态只有一个虚频。 频率分析只能在势能面的稳定点进行，这样，频率分析就必须在已经优化好的结构上进行。频率分析的另外一个用处是判断稳定点的本质。稳定点表述的是在势能面上力为零的点，它即可能是极小值，也可能是鞍点。极小值在势能面的各个方向都是极小的。而鞍点则是在某些方向上是极小的，但在某一个方向上是极大的，因为鞍点是连接两个极小值的点。有关鞍点的信息:
1.负的频率2.频率相应简正振动的模式
当一个结构产生负的振动频率时，可以表明在该振动方向可能存在着能量更低的结构。判断所得鞍点是不是需要的鞍点的方法，就是察看它的简正振动模式，分析是不是可以导向所需要的产物或反应物。进一步的，更好的办法是通过IRC计算来判断反应物，产物与得到的鞍点是否有关系。
向大家推荐一本书，翻译成中文的（原文我没有见过），可能是《化学反应中的电子》。 在寻找过渡态计算中opt=ts, 需要计算频率，如果有一个虚频就说明优化所得的构型是精品文档
最新高斯优化过渡态的经典总结
