GAMESSでGaussian Cubeファイルの生成
PC GAMESSでは結構前のバージョンからGaussian Cubeデータの生成に対応していました。基本は$CUBE CUBE=.T. $ENDで、Cubeデータ化したいものに応じて他の入力を追加します。電子密度なら$ELDENS IEDEN=1 $END，静電ポテンシャルなら$ELPOT IEPOT=1 $ENDを追加すればとりあえず計算できます。
このPC GAMESSのCubeデータはマニュアルでは「Gaussian形式準拠」となっていますが、実は微妙に曲者で、数字を区切るスペースの数が部分的に異なるために、そのままだと読み込めないことがあります。
ここに書くのはちょっと面倒なので、詳しくはこちらのファイルを見てもらいたいのですが、要はCubeデータの最初にある分子の座標とかのデータの区切り方が揃っていないのです。なので、Cubeデータとして活用するにはスペースを調整して整形する必要があります(ちなみにFacioはGAMESSの変なCubeデータを読み込める賢いソフトです)。まぁ、基本的にはスペース区切りの数値データなので、数値を抽出するにあたってはあまり都合は悪くないはずですが…(Excelではどちらも同じように読み込めますし)。
何でこんなことを書いているかというと、会社で静電ポテンシャルのマッピングの話があって、良く考えたら自分は構造最適化がメインでそういうプロパティの計算を余りやってなかったので、ちょっとやってみたところ次から次へと変な問題が…(例えばMolekel 5.1ではGAMESSのDensity Matrixを読めないとか)
そんな中、S-O相互作用の話の続きでチオフェンの静電ポテンシャルを等電子密度面にマッピングしてみたら、何か変なところに正電荷領域が。(Winmostar Gridファイルはこちら)
硫黄原子上に注目して下さい。環中心から硫黄原子に向かう軸に沿った方向にはやや負の領域(オレンジ色)が広がっており、非共有電子対の存在を示唆しますが、その軸に直交する方向に、正の領域(青色)があります。実はここ、カルボニル酸素と相互作用する領域とぴったり一致します。諸熊分割ではS-O相互作用は静電相互作用がメインという話を書きましたが、確かにそうなっているようです。