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軟件簡介
MOLCAS的重點在于多組態(tài)的量子化學(xué)計算，用于研究單組態(tài)不能給出電子結(jié)構(gòu)合理描述的體系，例如激發(fā)態(tài)，化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)，重元素體系（過渡金屬，鑭系，錒系）等。MOLCAS的另一特點是多組態(tài)級別的相對論處理（標(biāo)量相對論和自旋-軌道耦合），并提供專門為相對論計算設(shè)計的基組。
MOLCAS可用于計算分子結(jié)構(gòu)，鍵能，化學(xué)反應(yīng)的能壘，激發(fā)能（包括自旋-軌道耦合），振動分辨吸收光譜，以及各種分子特性等。MOLCAS可以用自洽反應(yīng)場計算溶劑模型。新增加的QM/MM方法可用來計算大分子和分子簇。通過使用NEMO方法，MOLCAS還可以產(chǎn)生分子間作用力，用于MC/MD模擬。
軟件功能
波函能量與特性
MOLCAS使用以下波函模型進(jìn)行總能量，電子結(jié)構(gòu)和分子特性的計算：
1. Hartree-Fock以及和DFT組合。使用直接或者半直接方案，可以處理一千個以上的基函數(shù)。
2. DFT有：LSDA，LDA，SVWN，LSDA5，LDA5，SVWN5，HFB，HFS，BLYP，B3LYP，B3LYP5，TLYP，XPBE。
3. Moller-Plesset二級微擾理論（閉殼層或限制性開殼層），可用于快速計算動態(tài)電子相關(guān)影響。
4. MCSCF（CASSCF或RASSCF）用于處理電子結(jié)構(gòu)無法用單行列式描述的體系。態(tài)平均方法可以處理多個電子態(tài)?？梢匝芯恳话偃f個電子組態(tài)的波函。
5. 多參考二級微擾理論(CASPT2)可用于計算CASSCF電子態(tài)的動態(tài)電子相關(guān)能?？梢杂脤嵞芗壱苿踊蛱撃芗壱苿蛹夹g(shù)消除入侵態(tài)。還可以使用新的能級移動選項IPEAshift，它對開殼層體系不僅可以排除相關(guān)能的系統(tǒng)誤差，還可以消除入侵態(tài)。CASPT2的多重態(tài)版允許參考態(tài)用有效哈密頓方法進(jìn)行相關(guān)能修正。
6. CASSCF/RASSCF波函可與基于DFT的相關(guān)勢方法組合，獲得包含動態(tài)電子相關(guān)的多組態(tài)波函(CAS/RAS-DFT)。
7. 對于小分子，可以用多參考CI(MR-CI，包括MR-CISD，RAS-CI和MR-ACPF)方法產(chǎn)生高精度波函和能量。
8. 對于能夠用單行列式很好描述的分子和原子團(tuán)，可以用耦合簇方法（閉殼層和限制性開殼層的CCSD(T)）研究。
9. 變分價鍵程序CASVB。
10. 能量和梯度可用于：Stoll-Dolg ECP基組的計算，全電子基組的標(biāo)量相對論（二級Douglas-Kroll，Barysz-Snijders-Sadlej）計算，有限核近似。用Douglas-Kroll標(biāo)量相對論修正，可以研究包括重金屬原子（例如鑭系和錒系）的體系。新的ANO-RCC基組可用于整個周期表元素的Douglas-Kroll標(biāo)量相對論計算。
11. MCLR程序計算熱力學(xué)特性，進(jìn)行單個或兩個同位素的取代計算。
12. 使用CNDO/INDO半經(jīng)驗哈密頓量進(jìn)行3D能帶計算。
13. 用Pipek-Mezey方案產(chǎn)生局域化軌道。
分子結(jié)構(gòu)，振動頻率，熱動力學(xué)
1. 使用解析梯度技術(shù)的自動幾何優(yōu)化，可用于HF/DFT和RASSCF (RASDFT)波函。CASPT2結(jié)構(gòu)可以用數(shù)值梯度程序獲得。這些程序可用于獲得基態(tài)和激發(fā)態(tài)的平衡結(jié)構(gòu)，過渡態(tài)等。
2. 通過解析二階導(dǎo)數(shù)，對RASSCF波函計算振動頻率和熱動力學(xué)量。
3. SLAPAF程序可用于尋找zui小能量路徑和內(nèi)反應(yīng)坐標(biāo)，以及交叉點的zui小能量交點。
激發(fā)態(tài)和電子光譜
MOLCAS特別為研究激發(fā)態(tài)勢能曲面而設(shè)計：
1. 能量可以用所有的波函方法獲得。幾何優(yōu)化也可以用于態(tài)平均RASSCF能量。
2. 在RASSCF級別，用RASSCF態(tài)相互作用方法計算躍遷特性。這是MOLCAS程序所特有的。這個代碼還可使用有效單電子SO哈密頓量和所謂的原子平均場積分(AMFI)，計算自旋-軌道耦合。增強(qiáng)版本的RASSI-SO通過計算振蕩強(qiáng)度和愛因斯坦系數(shù)A獲得RASSCF理論級別的熒光和磷光壽命。
3. 在RASSCF (RASDFT)級別的激發(fā)態(tài)勢能曲面上自動搜索能壘，圓錐交叉點等。
4. 用MULA代碼計算兩個電子態(tài)諧振能級之間的躍遷偶極矩和振動躍遷的強(qiáng)度，獲得振動分辨電子光譜。
環(huán)境影響
MOLCAS可處理溶劑中的分子和大分子體系：
1. 用Onsager球穴模型或極化連續(xù)介質(zhì)模型(PCM)處理溶劑影響。
2. QM/MM方法可用于計算大分子體系，如蛋白質(zhì)，分子簇等。ComQum代碼可以把Molcas和Amber分子力學(xué)代碼（需另外獲得）組合進(jìn)行QM/MM計算。
3. NEMO程序產(chǎn)生分子間作用力，用于MC/MD模擬。這些力場包括靜電感應(yīng)，色散和交換-排斥項。它們基于個別分子的計算。
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