exam05: RHF法によるメチレンの一重項および二重項励起を考慮した配置間相互作用計算

! The wavefunction is RHF + CI-SD, within the minimal basis, containing 55 configurations. Two CI roots
! are found, and the gradient of the higher state is then computed.
$CONTRL SCFTYP=RHF CITYP=GUGA RUNTYP=GRADIENT $END
$SYSTEM TIMLIM=1 $END
$BASIS GBASIS=STO NGAUSS=3 $END
$GUESS GUESS=HUCKEL $END
! look at all state symmetries, by using C1 symmetry
$CIDRT GROUP=C1 IEXCIT=2 NFZC=1 NDOC=3 NVAL=3 $END
! lowest singlet is 1-A-1, 1st excited singlet is 1-B-1
$GUGDIA NSTATE=2 $END
! compute properties of the 1-B-1 state
$GUGDM NFLGDM(1)=1,1 IROOT=2 $END
! compute gradient of the 1-B-1 state
$GUGDM2 WSTATE(1)=0.0,1.0 $END
$DATA
Methylene...CI...STO-3G basis
Cnv 2

Carbon 6.0
Hydrogen 1.0 0.0 0.82884 0.7079
$END

$CONTRL group

 $CONTRL SCFTYP=RHF CITYP=GUGA RUNTYP=GRADIENT $END

計算方法は制限Hartree-Fock法（閉殻）で、ユニタリ群CIパッケージを実行する（CITYP=GUGA）　$CIDRT group の入力が必要となる。
エネルギーとグラジエントを計算する（RUNTYP=GRADIENT）

COORDが指定されていないためCOORD=UNIQUEとみなされる。構造データの入力は、対称性から一意な原子の直交座標のみを記述する

$SYSTEM group

 $SYSTEM TIMLIM=1 $END

計算の時間制限は1分 (TIMLIM=1)　指定しない場合は5,25,600分

$BASIS group

 $BASIS GBASIS=STO NGAUSS=3 $END

基底関数としてSTO-3Gを用いる

$GUESS group

 $GUESS GUESS=HUCKEL $END

最初の分子軌道の係数を求めるのに拡張ヒュッケル法を用いる

$CIDRT group

! look at all state symmetries, by using C1 symmetry
 $CIDRT GROUP=C1 IEXCIT=2 NFZC=1 NDOC=3 NVAL=3 $END

対称性の点群として C1 を用いる (GROUP=C1)　一重項および二重項励起を考慮する (IEXCIT=2)　
CI frozen core MOの数 (NFZC=1)　電子が２つ詰まったMOの数 (NDOC=3)　　電子が詰まっていないMOの数 (NVAL=3)

$GUGDIA group

! lowest singlet is 1-A-1, 1st excited singlet is 1-B-1
 $GUGDIA NSTATE=2 $END

CI計算で求める状態の数 (NSTATE=2)　指定しない場合は 1　（基底状態を含む）一

$GUGDM group

! compute properties of the 1-B-1 state
 $GUGDM NFLGDM(1)=1,1 IROOT=2 $END

基底状態と第一励起状態に対して、density と natural orbitals を求める　(NFLGDM(1)=1,1)　第一励起状態のdensity matrixを保存する (IROOT=2)　

$GUGDM2 group

! compute gradient of the 1-B-1 state
 $GUGDM2 WSTATE(1)=0.0,1.0 $END

density matrixを作成する際に、第一励起状態のみを考慮する (WSTATE(1)=0.0,1.0)　

$DATA group

 $DATA
Methylene...CI...STO-3G basis      ; タイトル
Cnv 2      ; 対称群   回転軸の次数　この場合はC2vに相当する
     ; C1以外の場合は、通常空行を入れる
Carbon 6.0    ;　原子の名前（10文字以下）　原子番号　x y z は0
Hydrogen 1.0 0.0 0.82884 0.7079    ; 原子の名前　原子番号　x y z
$END

距離の単位は$CONTR groupのUNITSで指定する。指定しない場合はÅ単位となる。角度の単位は度である。

補足

実際に計算を行う際は、STO-3Gではなくもっと大きな基底関数を用いるべきである。

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