分子指定の文法

分子指定の文法#

これは qc.chk.new(...) が受け付ける atom= 文字列文法の完全なリファレンスです。分子の入力の章がチュートリアル的な導入で、本ページは正確で網羅的な仕様です。文法は Gaussian 互換です。

原子行の文法#

各原子は 1 行（原子は改行または ; で区切る）:

Element-label[-Atom-type[-Charge]][(param=value,...)] [freeze-code] x y z

フィールド	必須	説明
`Element-label`	✓	化学記号、原子番号、または特殊記号
`-Atom-type`	—	MM 力場タイプ（例 `CT`, `O`, `Bq`）
`-Charge`	—	MM 部分電荷（浮動小数）
`(param=value,...)`	—	核 / フラグメントパラメータ
`freeze-code`	—	整数:`0` = 自由、`−1` = 固定
`x y z`	✓	デカルト座標（`unit=`、既定オングストローム）

元素ラベル#

(chemical-symbol | atomic-number) [identifier]

化学記号 — H, He, C, Fe, …（大文字小文字を区別しない）。
原子番号 — 1, 6, 26, …。
識別子 — 記号/番号の後の任意のラベル接尾辞、長さ制限なし（C1, C2, O_a, Fe3）。ラベルは基底辞書の引き当てと原子ごとの選択に使われます。

C        # 炭素
C1       # 炭素、ラベル "C1"
6        # 原子番号による炭素
Fe3      # 鉄、ラベル "Fe3"

原子タイプ（MM フィールド）#

Element-AtomType
Element-AtomType-Charge
Element-AtomType--NegCharge     ← 負電荷はダブルダッシュ

MM タイプは保存されます（ParsedAtomLine.mm）が、現在は量子化学積分に影響しません。原子タイプとしての Bq （例 O-Bq）はゴースト原子（下記）を作ります。

C-CT          # SP3 脂肪族炭素
C-CT-0.32     # 部分電荷 +0.32
O-O--0.5      # ダブルダッシュで部分電荷 -0.5

核パラメータ#

元素ラベルの後の括弧内に、カンマ区切りで:

キーワード	型	意味
`Iso=n`	`u32`	同位体質量数（`Iso=13` → ¹³C）
`Spin=n`	`i32`	核スピン（½ 単位）
`ZEff=n`	`f64`	有効核電荷（スピン軌道、ESR g テンソル）
`ZNuc=n`	`f64`	核電荷 `z` を上書き
`QMom=n`	`f64`	核四重極モーメント
`NMagM=n`	`f64`	核磁気モーメント（核磁子）
`RadNuclear=r`	`f64`	有限核半径（a.u.）
`Fragment=n`	`u32`	フラグメント番号（カウンターポイズ / `Guess=Fragment`）
`RESNum` / `RESName` / `PDBName`	str	PDB メタデータ（受理、QC では無視）

C(Iso=13,Fragment=2)  0.0 0.0 0.0
O(ZNuc=8.0)           0.0 0.0 0.0

これらメタデータの多くは解析・保存されますが、まだハミルトニアンやオプティマイザに影響しません。

フリーズコード#

ラベルと座標の間の整数:0 = 自由（既定）、−1 = 固定。解析・保存されます（ParsedAtomLine.frozen）が、構造オプティマイザはまだ消費しません。

C  0  0.000 0.000 0.000   # 自由
C -1  0.000 0.000 1.500   # 固定（解析されるが未強制）

特殊原子#

ゴースト原子（`Element-Bq`）#

核電荷 0、電子なし、しかし名前の元素の完全な基底関数 — カウンターポイズ/BSSE 用。ゴーストは natom() に 数えられます（AO 関数を持つ）が、nelectron() と nuclear_energy() には 0 を寄与します。

O-Bq     # ゴースト酸素
H-Bq     # ゴースト水素（自動的に "H" の基底を継承）

ゴーストの基底引き当て優先度:(1) 原子ラベルキー、(2) 基底元素記号、(3) 元素フォールバック。

ダミー原子（`X`, `Xx`）#

純粋な幾何学的参照点:核電荷なし、電子なし、基底関数なし。認識される形式（大文字小文字を区別しない）:X, Xx, X1, X-ref。dummy_atoms() に保存;natom() に数えられません。

並進ベクトル（`TV`）#

周期系では、幾何の後に格子ベクトルを付けます（1 次元ポリマーは 1 本、シートは 2 本、結晶は 3 本）。 translation_vectors()（bohr）に保存;natom()/ndummy() に数えられません。

C   0.000 0.000 0.000
C   0.000 0.000 1.420
TV  2.460 0.000 0.000

電荷 / スピン#

公開 API では qc.chk.new(...) に charge= と spin= を渡します。spin は Gaussian 多重度 2S+1 （1 = 一重項、2 = 二重項、3 = 三重項）です。生のテキスト形式（低レベルパーサ用）は charge mult、またはフラグメントごとに total_charge total_mult frag1_charge frag1_mult …。

不変条件（要約）#

規則
ゴースト & ダミー原子	電子と核間反発を寄与しない
ゴースト原子	AO 基底関数を持つ;`natom()` に数えられる
ダミー原子	基底関数なし;`natom()` に数えられない
並進ベクトル	`natom()` / `ndummy()` に数えられない
保存座標	常に bohr（入力時に `unit=` から変換）

すべての特殊原子の検証済みの実例は分子の入力の章を参照。