用于创造性探索原子间几何结构的广义内部坐标系

《Journal of Chemical Theory and Computation》：Generalized Internal Coordinates for Creative Exploration of Interatomic Geometries

广义内部坐标（GICs）技术可自动生成并自定义非传统几何参数，无需额外编程，支持分子系统几何优化、势能面搜索及正则模分析，提供条件约束和实例验证。

　　

我们提出了广义内部坐标（GICs）的概念，这种坐标可以应用于多种分子系统，无需额外努力即可纳入非传统的几何参数（除了常规的键和角度）。GICs可以从初始连接信息自动生成，或者通过解析用户提供的输入来生成。利用符号代数和基本数学运算（如 +、?、×、÷、sqrt 等），可以针对特定目的对 GICs 进行定制。系统会自动计算出相对于笛卡尔坐标的解析一阶和二阶导数，从而实现 GICs 与几何优化、势能面搜索、扫描以及基于内部坐标的正常模式分析的无缝集成，而无需额外编写代码。我们的算法允许用户创建依赖于其他坐标的化合物内部坐标，以及为特定类型问题设计的专用坐标。GICs 可以被限制在特定值或值区间内，也可以根据其他坐标的值进行条件限制。文中提供了几个示例，以展示 GICs 的有效性及其所带来的新可能性。