AIMAll Pro

全面的GUI 支持可以轻松地在多个连续波函数上设置和运行AIMAll 计算（“批处理模式”）。

全自动、可靠、稳健、准确、相对快速且高效地计算电子密度拓扑和所有原子属性。

必要时自动调整原子积分方法和/或原子积分参数，以始终实现良好的原子积分精度。

支持传统AIM波形函数文件（.wfn）、扩展AIM波形函数文件（.wfx）和高斯格式（g03或g09）检查点文件作为输入。

无限的波函数大小，即无限数量的原子、MO和基函数。

正确处理各种波函数类型：受限HF/KSDFT、受限开壳HF/KSDFT、不受限HF/KSDFT、受限MP2/CCSD/等、不受限MP2/CCSD/等、CASSCF、CIS、磁性（GIAO/CSGT） ) HF/KSDFT等干扰

自动将高斯格式检查点文件转换为扩展或传统AIM 波形函数文件。

旧波函数文件和扩展波函数文件的自动验证有时会导致问题。

对波函数的支持已扩展至S、P、D、F、G 和H 高斯基函数类型，可用于任何类型的计算。

当波函数包含为ECP 建模的核心电子的附加核心密度函数数据时，支持使用有效核心势(ECP) 计算的波函数。

计算信息窗口，可定制，显示计算进度。

共享内存、多处理器/多核支持所有重要的计算步骤。

使用多个共享内存处理器/内核同时无缝计算多个原子的能力。

对电子密度分布进行自动、彻底的拓扑分析，包括具有非常复杂拓扑的电子密度分布。

丰富的电子密度临界点和路径描述符，包括所有CP（和原子核）的电子密度、BCP 的椭圆率、所有CP 的能量密度、所有CP（和原子核）的总静电势、所有CP 的应力张力定量数据、键合路径长度、键合路径角度等。

自动计算并保存完整的分子图以进行可视化。

全自动分析电子密度分布拉普拉斯算子的拓扑特征，包括所有临界点及其属性以及原子图路径。

对各种特征进行交互式拓扑分析，包括病毒场、磁感应电流密度分布和单个分子轨道。

自动完成所有原子积分计算的设置和提交。

同时计算原子盆和原子表面性质。

提供了几种独立的原子集成算法用于内部验证和处理特别困难的情况。

原子电荷、偶极矩贡献、四极矩、径向矩和径向畸变矩。

原子动能、势能、总能量和拉格朗日。

完整、准确地实现Hartree-Fock、LSDA 和B3LYP 以及M062X 波形函数的IQA（交互量子原子），包括Vee(A,B) 项。

原子体积和原子表面积，包括原子间表面积（等渗表面积）和原子等渗表面积。

原子电子局域化指数（LI）和离域化指数（DI、键序）。

计算原子静电相互作用能的所有分量。

原子埃伦费斯特和费曼原子力的可选计算。

可选择计算原子对库仑、交换和双电子能量的贡献。

可选择计算净电流、磁化率、NMR屏蔽张量（包括NIC）等原子磁响应特性。

电子密度分布通过5 阶原子笛卡尔矩。

电子密度分布具有任意数量级的原子球谐矩（默认情况下，l=5，根据要求更高）。

计算原子间表面特性并准备原子间表面文件，以便在以后的计算中可视化和重复使用。

计算原子等密表面(IDS) 属性，包括面积和静电势属性。

用于研究原子电子自旋种群和开壳系统的其他自旋特性。

原子源对所有电子密度临界点和所有原子核的电子密度都有贡献。

软件特色

现代3D (OpenGL) 可视化应用程序(AIMStudio)，用于交互式、完全可定制的3D 窗口显示以及所有AIMAll 计算结果的表格显示。

显示可定制的分子图，单独或与任何相关的原子属性、电子密度临界点属性、等值线图、浮雕图、等值面（原子和分子）、原子间表面、临界点和电子密度在Lapp 中显示Ras 算子等一起。

在多个3D 窗口和表格中显示多个分子的结果，以便在任务之间轻松切换并轻松比较结果。

以各种流行格式保存3D 窗口的高分辨率图像文件，包括PNG、TIFF、JPEG、BMP 和PDF。

打印3D 窗口的高分辨率图像。提供打印预览。

轻松计算和可定制的3D 等值线图（按值着色，具有用户指定的值标签位置和外观）、浮雕图（按值着色）、2D 彩色图和各种函数的等值面，包括电子密度、拉普拉斯算子Johnson 等人的电子密度、各种能量密度、总静电势(ESP)、电子自旋密度、单个分子轨道、磁感应电流密度大小、非共价相互作用(NCI)。图等

显示磁感应电流密度分布的矢量箭头图。

能够将一个函数映射到另一个函数的等值面，例如将ESP 映射到电子密度等值面，并为该映射函数提供用户指定的位置和外观值。

丰富的3D 窗口显示选项，包括可调整的背景颜色、可调整的球体半径和每个对象类型的路径/线宽度、每个对象类型的可调整字体、每个对象类型的可调整字体（包括文本）颜色和透明度、透视、抗锯齿、可调节照明等等

在3D 窗口中单独或按类型隐藏对象。

任何选定核心、BCP、RCP、CCP、NNACP 或Spectre 集合的交互距离表。

从视觉上区分弱关键路径。

用户定义的3D 窗口文本注释。

可以定制一个或多个原子间表面和/或原子等密度表面和/或原子盆路径组以在3D窗口中显示。

源自同一波函数的任何可视化文件都可以轻松地在同一3D 窗口中一起显示。

可定制的交互式3D 显示和关键点拉普拉斯原子图路径、临界点属性和电子密度的表格显示。

安装方法

1.下载并解压软件，双击安装程序进入AIMAll安装向导，点击【下一步】按钮。

2.阅读许可协议，点击【我同意】按钮同意并进行下一步安装。

3. 选择安装位置。用户可以选择默认安装路径C:\AIMAll，也可以自定义设置。

4、弹出如下AIMAll安装成功提示，点击【完成】结束。

7. 当出现如下提示，表明目标中存在同名文件时，选择【替换目标中的文件】。

8.运行AIMAll开始使用。

使用方法

等高线图

打开生成的cyclopropanone.sumviz 文件。

选择菜单项“轮廓- 新建2D 网格”以启动“新建2D 网格”对话框。

在“新建2D 网格”对话框中，选择“浏览”按钮以启动文件打开对话框，然后选择文件C:\AIMAll\test\cyclopropanone\cyclopropanone.wfn。

我们需要为2D 网格指定一个平面，我们可以通过在平面上指定3 个点来完成此操作。我们对环形飞机感兴趣，因此我们使用3 个碳芯作为3 个点。

在“新建2D 网格”对话框中，单击“点1”的“从剪贴板获取”按钮。

单击“新建2D 网格”对话框中的“确定”按钮，开始电子密度网格的AIMext 计算。 AIMext 的控制台窗口将短暂出现。

在AIMStudio 中，选择菜单项“文件- 在当前窗口中打开”以启动“文件打开”对话框并打开文件C:\AIMAll\test\cyclopropanone\cyclopropanon_rho.g2dviz

在“二维网格数据地图”对话框中，接受“等高线图”选项卡的默认设置，取消选中“地形图”选项卡中的“制作地形图”框，然后单击“确定”。

检查菜单项“IAS EV 路径- 显示IAS EV 路径”并选择菜单项“要显示的IAS EV 路径”以仅显示位于网格平面中的IAS EV 路径。

通过取消选中菜单项“Contours - Displayed Contour Set - 1. Rho”来隐藏Rho 等高线图。

重复步骤2-9，但在“新建2D 网格”对话框中，选择“电子密度拉普拉斯算子，DelSqRho”作为函数，使用0.05 作为网格分辨率，并打开文件“C:\AIMAll \test\cyclopropanone\”环丙酮_delsqrho.g2dviz

检查菜单项“Atoms- Nuclear Style- Points”，选择菜单项“View- Legend- Header Text.”，使图例显示为“Laplacian of Rho”

检查菜单项“轮廓-负片样式-实线”，通过“轮廓-负片颜色.”增加负片轮廓曲线颜色的亮度。

选择“视图- 背景颜色.”将背景颜色更改为白色，然后选择“IAS EV 路径- 颜色.”以使IAS EV 路径的颜色变暗。另外，通过“视图- 标题- 字体颜色.”和“视图- 图例- 字体颜色.”菜单项将标题和图例颜色更改为黑色。

使用说明

使用AIMAll 与Gaussian 03 (g03) 的一些技巧

某些版本的g03 可能会生成旧版AIM .wfn 文件，其内核坐标方向与MO 系数对应的方向不一致，即内核坐标写入输入方向，而写入的MO 系数对应高斯范数方向（除非指定高斯关键字NOSYMM）。此问题通常由AIMQB 捕获，它对旧版AIM .wfn 文件执行规范化检查。为了避免传统AIM .wfn 文件出现此问题和其他问题，强烈建议使用AIMQB 打开g03 格式的检查点文件（.fch 或.fchk 文件），然后使用相应的.wfx 文件进行所有AIMAll 计算。在AIMQB 中打开格式化的检查点文件，然后在AIMAll 程序中使用.wfx 文件可以在其他几个方面带来好处。

对于g03之后的SCF，相关计算（例如MP2、CCSD等）必须使用高斯关键字DENSITY=CURRENT（除了OUTPUT=WFN）以获得要写入的相关一阶的必要“自然轨道”传统的AIM .wfn 文件。总密度矩阵。对于单点、SCF后依赖计算，还必须使用DENSITY=CURRENT，以便将相关的一阶密度矩阵写入检查点文件，从而写入AIMQB可能对应的格式的检查点文件使用。

对于g03无限制SCF（例如UMP2、UCCCD等）之后的相关性计算，必须使用高斯关键字POP=NOAB（除了DENSITY=CURRENT和OUTPUT=WFN）以获得必要的Alpha和Beta“相关Alpha”和Beta一阶密度矩阵的“自然自旋轨道”，将分别写入传统的AIM中。wfn 文件。如果要使用AIMQB 打开格式化的检查点文件，然后使用.wfx 文件进行所有AIMAll 计算，则不需要POP=NOAB。

对于S03 之后的g03，相关计算的SCF 能量和SCF 病毒比率(-V/T) 始终写入传统的AIM .wfn 文件，而不是所需的总相关能量和相关病毒比率。要更正g03 写入的旧版AIM .wfn 文件，必须手动将文件底部的能量和病毒比率更改为相关值。相关病毒比率可以计算为-(E/T)+1，其中E是总相关能量，T是相关电子动能（在高斯日志文件的相关总体分析部分中搜索KE=）。通过使用AIMQB 打开格式化的检查点文件，然后使用AIMQB 创建的.wfx 文件进行所有AIMAll 计算，可以避免此问题。

当使用g03 进行单点计算时，计划随后对相应的fchk 文件进行AIMAll 分析，建议使用FORCE 关键字，以便相对于核坐标的能量梯度出现在fchk 文件中，从而出现在.wfx 文件。

在Gaussian 09 (g09)、B.01 或更高版本上使用AIMAll 的一些技巧

请注意，此列表中的所有项目仅适用于Gauss 09 的B.01 或更高版本。

Gaussian 09 (g09)，版本B.01 或更高版本（推荐版本D.01 或更高版本）包括AIMAll 用户感兴趣的一些重要新功能。

可以为包含G、H 和更高角动量基函数的基组编写传统AIM 波函数文件（.wfn 文件）。

.wfn文件中核坐标的方向始终与MO系数对应的方向一致。

.wfn文件末尾的病毒比率和能量与波函数一致。例如，当MO为MP2自然轨道时，能量与病毒之比即为MP2能量与MP2病毒之比。

可以写入扩展AIM 波函数文件（.wfx 文件）。要让g09 在作业末尾写入.wfx 文件，请使用关键字OUTPUT=WFX（或OUTPUT=WFNX）并在输入文件末尾指定所需的.wfx 文件名。

在Windows 上，Gauss09W 创建的.wfx 文件通常写入Gaussian 暂存目录（例如C:\G09W\Scratch）。在其他平台上，wfx 通常会写入高斯输入文件所在的目录。

当使用有效核心电势（ECP）时，g09会自动将ECP建模的核心电子的核心密度函数写入.wfx文件中。 AIMAll 将这些额外的核电子密度函数与传统的波函数数据结合使用，可以对含有重原子（其核采用ECP 建模）的分子系统进行简单可靠的QTAIM 分析。

对于SCF 之后的g09，相关性计算（例如MP2、CCSD、CIS 等）必须使用高斯关键字DENSITY=CURRENT（除了OUTPUT=WFX）以获得必要的“自然轨道”阶总密度矩阵，其中相关性首先将写入导入.wfx文件。对于单点、SCF后依赖计算，还必须使用DENSITY=CURRENT，以便将相关的一阶密度矩阵写入检查点文件，从而写入AIMQB可能对应的格式的检查点文件使用。

对于g09无限制SCF（例如UMP2、UCCCD、UCIS等）之后的相关性计算，必须使用高斯关键字POP=NOAB（除了DENSITY=CURRENT和OUTPUT=WFX）以获得必要的Alpha和相关性Beta” Alpha 和Beta 一阶密度矩阵的“自然自旋轨道”将分别写入传统的AIM .wfn 文件。如果要使用AIMQB 打开格式化的检查点文件，然后使用.wfx 文件进行所有AIMAll 计算，则不需要POP=NOAB。

当使用g09进行单点计算并计划后续对相应.wfx文件或.fchk文件进行AIMAll分析时，建议使用FORCE关键字，以便相对于核坐标的能量梯度出现在fchk文件中，因此.wfx 文件。

g09 C.01 有时可能会为post-scf 方法（例如MP2、CCSD 等）编写无效的.wfx 文件，这些文件由于至少某些自然轨道和/或其使用不正确而无效。通过更新到Gaussian 09 版本D.01 或更高版本可以避免此问题。为了解决这个问题，您可以使用AIMQB 打开高斯格式的检查点文件（.fch 或.fchk 文件），然后使用相应的.wfx 文件进行所有AIMAll 计算。

常见问题

为什么AIMStudio 3D 窗口中的某些关键路径被破坏？

当BCP 处的电子密度低于“弱CP 阈值”值时，BCP 处起始（键合路径）和终止（RCP 至BCP 路径、IAS EV 路径和IAS 路径）的所有路径都将是虚线而不是实线。同样，当RCP 处的电子密度低于“弱CP 阈值”时，其RCP 吸引子路径绘制为虚线。当有核或有核吸引子处的电子密度低于此阈值时，其所有盆路径都绘制为虚线。该阈值默认为0.025 au，但可以使用“查看- 弱CP 阈值.”菜单项进行更改。

“非CP 阈值”类似，只是路径（和CP）是隐藏的而不是虚线路径。 “Non_CP Threshold”的默认值为0，这意味着默认情况下不隐藏任何内容。这可以通过“查看非CP 阈值.”菜单项进行更改，但如果您这样做，将会收到警告。

从ADF 包派生的波函数文件可以与AIMAll 一起使用吗？

目前还没有。 ADF 使用Slater 基函数。目前仅支持高斯基函数。

AIMAll 是否计算Source 函数？

是的。每个电子密度临界点的原子源和每个原子核的电子密度可以通过勾选AIMQB对话框中的“原子源”或在命令行界面中运行AIMQB时使用参数-source=1来计算。结果将打印在.sum 和.sumviz 文件底部附近。通过将其他点作为波函数文件中的重影包含在内，可以计算关键点和除原子核之外的其他点处的电子密度的原子源。

AIMAll 是否以与计算电子密度相同的方式计算和显示电子密度拉普拉斯算子的拓扑性质？

是的，自动计算、表征和交互式可视化拉普拉斯算子的临界点和原子图路径及其部分或全部原子的属性的能力最近已添加到AIMAll 中。更多信息可以在这里找到。

AIMAll是否计算了Becke、Edgecombe和Savin的所谓“电子定位功能（ELF）”？

目前还没有。

我可以在AIMStudio 中显示分子轨道(MO) 吗？

是的，可以在AIMStudio 中显示波函数中任何占据分子轨道的等值线图、浮雕图、等值面和等值面图。此外，AIMext支持对波函数文件中任何占用的MO进行完整的拓扑分析。

我可以在AIMStudio 中显示旋转密度吗？

是的。 Alpha 电子密度、Beta 电子密度及其差值Alpha-Beta 自旋密度可以在AIMStudio 中显示为等值线图、浮雕图、等值面或另一个函数等值面上的映射函数。这里显示的是自旋密度等值面和苯氧基中原子电子自旋布居N_spin (A) 的图片。

我可以使用AIMAll 获取分子中各个原子的MO 总体吗？

是的，您可以从单原子积分(.int) 文件的“原子重叠矩阵”部分（基于MO）获取原子MO 填充。原子重叠矩阵(AOM) 以下三角形式打印（行线环绕每6 个元素）。重要的是要记住，int 文件中给出的AOM 不包括MO 占用情况。将原子重叠矩阵的对角线元素乘以相应的MO占有率，即可得到MO的原子序数，即MO对原子中电子总数的贡献。

在3D 窗口中显示等值线图时，我应该如何知道等值线值？我可以在轮廓旁边显示轮廓值吗？

AIMStudio 最近添加了在轮廓上显示轮廓值标签的功能。要在等值线的任意位置显示等值线值标签，只需单击此处。单击现有等值线值标签可将其删除。您可以为任意数量的轮廓显示任意数量的标签。确定此方法几乎总是优于“自动”标签放置。通常，以一致有用且有吸引力的方式自动放置轮廓标签是很困难的，而且几乎从来都不是用户最终想要的。轮廓值标签的显示选项（字体、颜色等）在“轮廓文本”子菜单中给出。

我可以在AIMStudio 中显示函数的频谱图吗？

是的。频谱图基本上是按值着色的浮雕图。加载.g2dviz 文件（平面中的函数值网格）时，选中“2D 网格数据映射”对话框中的“制作地形图”。显示浮雕图后，如果尚未选择“浮雕图- 按值着色”菜单中的“按值着色”项，请选中它，并根据需要调整“范围和颜色”设置。对于2D 光谱图，在创建地形图时将最大高度指定为0。

更新日志

AIMext：修复了问题（由于版本10.03.19 中引入的优化的副作用而在某种程度上加剧），其中AIMExt 有时可能无法确定原子的笼临界点，这在极少数情况下可能会产生不利影响随后的AIMInt 计算。

AIMSum：解决了.sum 和.sumviz 文件中的一个问题，其中将某些原子属性（例如净电荷和电荷转移偶极矩）划分为键贡献的输出不完整（导致这些.sumviz 文件无法加载）（由AIMStudio），一个分子包含一个与10 多个其他原子键合的原子。

AIMQB：修复了以下问题：当从具有此类原子的.fchk 文件创建.wfx 文件时，AIMQB 未对原子序数大于86 的原子使用正确的元素符号。

AIMStudio：修复了AIMStudio 对原子序数大于86（（及更高））的任何原子使用（不可编辑的）黑色元素颜色的问题。

AIMStudio：为每个3D 窗口添加了“RCP 表”和“CCP 表”表，可以从主窗口工具栏中的“RCP”菜单和“CCP”菜单或从3D 窗口的上下文菜单访问。 RCP 表和CCP 表与BCP 表类似。

AIMStudio：可以通过AIMStudio 首选项对话框（文件- 首选项）为所有适当对象的所有命名尺寸（小、中、大等）显式定义球体半径。类型（核心、BCP、RCP 等）。同样，线条和路径宽度（对于光栅和圆柱段图形）到BCP 路径、IAS 路径等）。点的大小也可以以类似的方式明确定义。

AIMStudio：添加了在3D 窗口中“隐藏”（当前意味着隐藏）单个对象的功能，方法是右键单击关联的球体并从上下文菜单中选择“隐藏.”菜单项。屏蔽原子将隐藏原子的核球并显示原子的任何关联名称或属性文本。同样，隐藏BCP、RCP、CCP、NNACP 或GHost 将隐藏相应的球体以及与对象一起显示的任何关联名称或属性文本。屏蔽BCP 还将屏蔽其绑定路径和IAS EV 路径。屏蔽RCP 也会屏蔽其相应的RCP 到BCP 路径。所有隐藏的对象可以通过“查看-全部清除”菜单项清除。

AIMStudio：添加了“文件- 页面设置.”菜单项，用于设置打印3D 窗口图像的边距、方向（纵向或横向）和其他页面属性。

AIMStudio：添加了“页面设置.”菜单项，用于设置边距、方向（纵向或横向）和其他页面属性，以便从AIMStudio 文本查看器进行打印。

AIMStudio：增强了在3D 窗口中使用“透视”显示的能力，这意味着对象尺寸及其之间的距离随着与观察者距离的增加而减小。视角可通过“View-Perspectives”菜单访问。

AIMStudio：添加了选项（在AIMStudio 首选项对话框中），以不禁用主窗口和3D 窗口上下文菜单当前不可用的菜单项。

AIMStudio：与其他线条和路径一样，当选中“查看- 使用圆柱段”时，笛卡尔轴和IAS EV 路径将使用圆柱体（而不是网格线）绘制。

AIMStudio：右键单击NNACP 时，可以同时调整NNACP 临界点属性文本和NNA 原子属性和名称文本。

AIMStudio：加快设置菜单项的启用状态。

AIMStudio：确保NNA 原子与各处的常规原子得到一致的处理。

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