图形用户界面 (GUI) #

有多种可用的程序可以读取 ORCA 输出文件。一些已被证明对 ORCA 输出可视化特别有用的程序包括：

• Avogadro 2

警告

本教程是使用 Avogadro 2 版本 1.100.0 的 Linux AppImage 创建的！请确保您使用的是 Avogadro 2 的最新版本以确保兼容性！

• 
  ChimeraX（对于 ChimeraX，SEQCROW 插件非常有用。它可以从 Tools/More Tools 菜单下载。）

• Avogadro (ORCA enhanced version)

• Chemcraft

• Gabedit

借助这些工具，您可以可视化您的几何结构、电荷、绘制轨道、光谱等。

重要

可能需要为这些程序添加一些额外的打印输出（例如，生成轨道图）。在这种情况下，一种方法是在简单输入行中使用 PRINTMOS 和 PRINTBASIS 关键字：

!HF DEF2-SVP PRINTMOS PRINTBASIS

对应的打印设置也可以通过 %output 块进行控制：

%output 
   print[p_mos] 1
   print[p_basis] 2
end

由于 Avogadro 是最常用且通常可自由获取的选项，我们将进一步专注于使用 Avogadro 2 作为 ORCA 的图形用户界面（GUI）。它可以用来设置你的几何结构，甚至可以分析 ORCA 的输出，ORCA 团队开发了他们自己的版本，可以从 ORCA 论坛下载（可以通过 Windows 下的 Wine 使用）。然而，该版本在 ORCA 6 中部分已弃用！

警告

不同版本的 Avogadro 之间可能具有部分有限的兼容性！

Avogadro 2 作为图形用户界面 #

绘制分子 #

打开 Avogadro 2 后，您将看到其主界面：

图：Avogadro 2 的主屏幕。

• 
  使用 Draw 工具（黄色铅笔符号），您可以使用左键点击来创建原子，右键点击来删除原子。

• 
  原子类型在 Element 下选择，并且 Adjust hydrogens 勾选选项可以自动修复你分子的价数。

• 
  Navigation Tool 可用于旋转分子， Manipulation Tool （白色手型符号）用于移动原子。

• 
  在绘制完您猜测的结构后，点击选择 Extensions $\to$ Open Babel $\to$ Optimize Geometry 下拉工具来运行一个简单的分子力学优化。

警告

目前通过 Extensions $\to$ Optimize Geometry 在 Avogadro 2 中的另一个优化选项无法正常使用！请使用如上所述通过 Open Babel 进行的优化！

您可以将几何图形保存为 .xyz ，通过 Export Molecule... 工具。

创建输入 #

绘制分子后，您可以使用 Avogadro 2 来生成简单的 ORCA 输入。点击 Input $\to$ ORCA... ，它将打开 ORCA 输入生成器窗口：

图：在 Avogadro 2 中创建 ORCA 输入文件。

您可以选择所需的选项并 Save Input... 输入。如果要生成轨道图，应勾选 Print Molecular Orbitals 框。

可视化输出 #

轨道图 #

如果您使用 !PRINTMOS 和 !PRINTBASIS 运行计算，或者使用 ORCA 输入生成器设置的轨道打印选项并将输出保存到文件中，您可以通过在 Avogadro 中打开 basename.out 文件来可视化轨道。然后在“分子轨道”面板上选择您想要渲染的轨道，例如丙酮的 HOMO：

Figure: Molecular orbital plot in Avogadro 2. 

可以通过更改面板底部的 Quality 选项来生成更高质量的图像。

提示

如果轨道图像未立即可用，请点击 Render 以生成图像。

密度图 #

加载输出文件后，您还可以转到 Analysis $\to$ Create Surfaces... 。此时将出现一个新面板，您可以在其中选择 Surface 和 Color by 选项以将静电势（ESP）渲染到电子密度表面：

图: Avogadro 2 中的 ESP 图。

这里蓝色表示正电荷，红色表示负电荷。你也可以随意更改这些表面的分辨率。

振动模式与红外光谱 #

如果您的输出包含频率计算（参见振动频率），例如通过在 Avogadro 2 的 ORCA 输入生成器中选择 Calculation Type: Frequencies ，或通过简单地在输入行中添加 FREQ 关键词，振动模式可以在加载输出文件后进行动画展示，并且可以通过选择 Analysis $\to$ Vibrational Modes... 来绘制振动光谱图。

动画：甲醛的振动模式。

注意

类似的功能在 Chemcraft、ChimeraX（使用 SEQCROW 插件）以及 Gabedit 软件中也可用。