如何只计算部分原子的频率、相关的Gibbs自由能

注意：本说明仅适用于AMS2020及其以后的版本，之前的版本请参考：如何只计算体系部分原子的频率

频率的计算，是通过计算该构型下，能量对每个原子的二阶导数得到。很多人想象中，希望固定一些原子，使其不动，只计算一部分原子的振动，这只是一种错误、肤浅的感性的认知。

振动谱的计算，实际上并不计算运动状态，而是计算静止状态的力常数，因此根本谈不上什么“固定某些原子”，所有原子都是固定的！关心哪些原子的振动情况，就只计算这些原子的力常数（即，能量二阶梯度）。

如果不理解为什么如此，应学习相关弹性力学知识。

另外：

• 被冻结的区域，原子个数大于3
• 不能同时计算红外强度
• 将会包含冻结的区域整体的转动、平动
• 会有接近0或等于0的频率，对应整个体系的平动（可以忽略掉）
• 可能有一些接近于0的频率对应整个体系的转动，但如果结构优化的比较好的话，这些频率就不会出现

首先对要冻结的部分创建为一个分区，默认名为Region_1（参考如何创建分区）：

一般性参数设置，勾选Frequencies：

进入Frequencies的详细设置窗口，设置MBH。务必选择数值频率（也就是Analytical frequencies选择No）选择Region_1，Scan frequencies in range不勾选，AMS2023以后的版本Hessian选择Auto即可。

保存并提交任务。

点击SCM > Spectra:

• 三个0的波数为整个体系的平动（可以直接忽略掉）
• 3个小的频率（16、75、195 cm^-1）是冻结区域整体与剩余部分的相对运动
• 最大的三个频率是选定分子的振动
• 点击下方窗口的频率，上方窗口即可显示其振动模式（菜单栏Play > Open mode in AMSMovie，可以单独打开一个窗口显示动画过程，并可以导出动画，参考如何用adfmovie保存动画）

SCM → Output → Other Properties → Statistical Thermo Analysis，可以看到相关自由能信息（默认是 298.15K，1 atm大气压，如果需要更改温度压强，计算前应该在AMSinput → Properties → Thermodynamics中输入温度、压强），例如：

 Statistical Thermal Analysis  ***  ideal gas assumed  ***

  
 Pressure:                  1.000000 atm.
 Temperature:             298.150000 K



 Moments of Inertia [amu*bohr^2] and principal axis
 ==================================================

          10.3691        108.0343        112.6403
 ------------------------------------------------
           0.8114          0.5107          0.2845
          -0.5809          0.7584          0.2954
           0.0649          0.4050         -0.9120


 The rotational contribution to the molecular entropy includes
 a term, dependent on the symmetry number sigma. The results 
 reported below were computed using sigma = 1, determined from
 the point group symmetry of the input geometry (NOSYM). 
 If this is not the correct symmetry, try symmetrizing the molecule before
 running the calculation (note: linear molecules should be aligned along one
 of the Cartesian axes).
 Contributions from frequencies below 20 1/cm are not included in vibrational sums.
 Their contributions, if any, are reported separately.


     Temp                                                        Transl      Rotat     Vibrat     Total
     ----                                                        ------      -----     ------     -----

     298.15   Entropy (cal/mol-K):                               36.674     19.473      0.495     56.642
              Nuclear Internal Energy (kcal/mol):                 0.889      0.889     15.556     17.333
              Constant Volume Heat Capacity (cal/mol-K):          2.981      2.981      1.461      7.422
          (c) Constant Volume Heat Capacity (cal/mol-K):          2.981      2.981      1.461      7.422

       Summary of energy terms
                                                   hartree              eV         kcal/mol           kJ/mol
                                      --------------------     -----------       ----------      -----------
      Energy from Engine:               -0.881576364380499        -23.9889          -553.20         -2314.58
      Nuclear Internal Energy:           0.027622317856585          0.7516            17.33            72.52
  (c) Nuclear Internal Energy:           0.027621417359811          0.7516            17.33            72.52
      Internal Energy U:                -0.853954046523914        -23.2373          -535.86         -2242.06
      pV/n = RT:                         0.000944186013486          0.0257             0.59             2.48
      Enthalpy H:                       -0.853009860510428        -23.2116          -535.27         -2239.58
      -T*S:                             -0.026912637077881         -0.7323           -16.89           -70.66
  (c) -T*S:                             -0.026912823599145         -0.7323           -16.89           -70.66
      Gibbs free energy:                -0.879922497588308        -23.9439          -552.16         -2310.24

Gibbs自由能为 -552.16 kcal/mol