MOLCAS 是一款供科学家使用的量子化学软件。MOLCAS 汇集了其作者们在计算量子化学领域的丰富经验和知识。MOLCAS 是一个研究产品,同时也是隆德量子化学小组开发新计算工具的一个平台。由于其中大部分代码包含了新开发的功能,因此用户在使用过程中偶尔遇到一些错误也是意料之中的。
MOLCAS 的基本理念是开发能够***处理分子系统电子结构问题的方法,无论是在基态还是激发态。单参考主导的基态属性的计算方法已相对成熟,MOLCAS 提供了许多此类计算的代码(如 MP2、CC、CPF、DFT 等)。这些方法从单决定态(闭壳层或开壳层)参考状态开始处理电子关联。尽管这些代码已成为大多数量子化学软件系统中的标准,但 MOLCAS 的目标是能够同样***地处理像激发态、化学反应的过渡态、双自由基系统和重金属系统等高简并态问题。MOLCAS 的核心特征是多配置方法,特别是 CASSCF 和 RASSCF 计算方法。
尽管 RASSCF 方法已知可以为基态和激发态的简并系统提供合理的结构,但它通常无法恢复大量的关联能。因此,需要使用动态关联效应的计算来补充多配置自洽场(MCSCF)处理。MOLCAS 中的 CASPT2 方法(基于二阶微扰理论)在这一领域表现出了意想不到的准确性,尤其在研究激发态和大分子的光谱性质时,它的重要性愈加凸显。CASPT2 方法广泛应用于化学反应的势能面以及光化学研究,并且该方法仍在持续发展中。
MOLCAS 还包括 RASSI 程序,能够计算基于不同轨道的多个 RASSCF 波函数之间的相互作用,并且可以用于光谱学中的跃迁偶极矩计算,也适用于研究电子转移或其他基于局域波函数的性质。此外,通过引入二电子积分的 Cholesky 分解,MOLCAS 现在可以处理更大系统,并且计算速度也得到了***提升。
MOLCAS 并非是一个简单易用的工具。用户需要具备一定的量子化学知识,并且在使用时保持批判性思维,以确保计算结果符合预期模型。
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