Des programmes de chimie quantique différents nécessitent souvent des outils d'analyse différents. Malheureusement, il n’existe pas de standard (programme) universel qui puisse tout faire. S'il y en avait, quelqu'un viendrait et inventerait quelque chose de nouveau.

Personnellement, je préfère ChemCraft pour produire des images prêtes à être publiées. C'est un programme distribué commercialement. Il prend principalement en charge tous les formats de fichiers Gaussien et GAMESS (et Firefly par extension). Il peut désormais visualiser plusieurs formats supplémentaires. Ce que j'aime particulièrement dans le programme, c'est qu'il peut lire les fichiers générés par les programmes NBO. Cela rend la visualisation de toutes sortes d'orbitales localisées et canoniques beaucoup plus simple.
Il y a d'autres fonctionnalités du programme auxquelles je suis vraiment attaché, comme la symétrisation de molécules ou la construction de molécules à partir de zéro. Il a le gros avantage d'écrire le groupe de données adapté à la symétrie pour GAMESS pour les ensembles de base personnalisés, que je n'ai pu trouver nulle part ailleurs. Mais ce n'est certainement pas la cible de ce message.
Malheureusement, il n'est pas capable de lire les fichiers molden ou wfn ^[1] .

Le programme est livré avec un grand nombre de schémas de visualisation, qui peuvent facilement être modifiés pour produire un style personnalisé. Voici une petite démonstration.

La plupart du temps, j'utiliserais l'un des éléments ci-dessus, en fonction de qui je dois impressionner. Il est souvent beaucoup plus avantageux d'avoir des images monochromes, comme celles ci-dessous.

Un ajout assez récent est venu avec des styles qui vous permettent de générer des 2D simples comme la structure. Il est encore possible de superposer ces structures avec des tracés orbitaux. (Malheureusement, la transparence est codée en dur et ne peut pas être définie explicitement.)

La mise en garde est évidemment qu'elle ne peut pas lire molden ou wfn ^[1] fichiers, pas même la sortie Turbomole.

Une fonctionnalité qui me manque toujours est la production par lots d'images orbitales. Vous devez toujours les sauvegarder à la main, ce qui peut être incroyablement fastidieux pour les grosses molécules (et les grands espaces actifs). (Mais j'ai écrit une demande de fonctionnalité pour cela.)
Le support du programme est assez bon et les fichiers d'aide disponibles sont même utiles. La plupart des fonctionnalités peuvent être comprises intuitivement, cependant, comme toujours, il faut du temps pour s'habituer à travailler avec.
Une autre mise en garde est que la version Windows surpasse de beaucoup son petit frère Linux. Si vous exécutez déjà Windows quelque part, cela vous convient probablement. Si vous exécutez Linux presque partout, vous devez faire face à certaines fonctionnalités manquantes (ou récemment, il peut être porté via wine, ce qui le ralentit cependant).

J'utilise molden (Xwindow) beaucoup pour la visualisation intermédiaire, car c'est l'une des interfaces les plus rapides disponibles. Il est très robuste et a des graphismes bas; vous pouvez facilement l'utiliser avec une connexion Internet plutôt lente. Il est gratuit pour un usage privé et non commercial. Comme mes premiers jours en tant que chimiste informatique impliquaient l'utilisation d'un modem 56k pour les routines de contrôle, c'était l'un des seuls programmes à utiliser. Ce sera toujours le premier programme que j'installe sur un ordinateur dédié au travail. On n'oublie tout simplement pas son ami le plus âgé.
Un très gros avantage est les fichiers postscript très bien structurés et écrits produits par molden. Certains puristes pourraient même l'aimer. Voici quelques exemples convertis, mais vous pouvez télécharger la source ici (via tinyupload.com).

De tels fichiers peuvent devenir extrêmement utiles lors de la préparation d'affiches (en particulier lors de l'utilisation de LaTeX). J'ai parfois vu des graphiques moléculaires générés par des moisissures dans des publications; J'en suis même coupable. Cependant, de nos jours, je pense qu'il existe des méthodes plus élégantes.

La visualisation de la sortie Turbomole a été, est et sera probablement toujours une expérience douloureuse. Pour certaines fonctionnalités plus profondes, vous devriez probablement être également un expert de gnuplot. Pour les bases de la structure et des orbitales, la recommandation actuelle est d'utiliser TmoleX, l'interface graphique à turbomole. Si cela est fait par les mêmes personnes qui ont conçu la définition, alors ce sera assez pénible à utiliser. Quand j'étais un grand utilisateur de turbomole, cela n'existait pas, donc je devrais probablement me taire.
À en juger par le manuel actuel (version 7.0), le flux de travail que j'ai utilisé est encore quelque peu recommandé. Il s'agit de laisser les modules natifs créer les fichiers binaires * .plt , qui sont des entrées gOpenMol. Malheureusement, ce qui était autrefois un programme très ambitieux n’est plus développé de nos jours. Vous pouvez toujours obtenir une copie non prise en charge. Le code source est disponible, mais l'état actuel de la licence du programme n'est pas clair. Puisque VMD (voir l'article de Brians) et TmoleX prennent désormais en charge les fichiers gOpenMol, la nécessité d'apprendre un programme obsolète n'est probablement plus utile. L'une des principales caractéristiques de ce programme était cependant qu'il avait une interface tcl et était donc entièrement scriptable - apparemment quelque chose que VMD a maintenant également.
Il est bien capable de produire de belles images orbitales, vous les avez peut-être vues sur ce page déjà. (J'ai légèrement modifié la sortie gaussienne, car je n'ai pas de Turbomole disponible.)

Bien qu'il prenne en charge un certain nombre de formats de fichiers, les entrées moulées et wfn ^[1] n'est pas pris en charge.

^[1] Venons-en à la dernière partie: les fichiers wfn. Quelle que soit la façon dont vous les produisez, ils ne sont probablement pas à jour. Le but principal (et probablement le seul) de ces fichiers est l'analyse avec AIMPAC - un programme qui n'est plus développé. Ils ont un très gros inconvénient: ils ne peuvent pas traiter des fonctions supérieures à celles de type f. Si vous utilisez un jeu de base triple zêta, vous disposez probablement de ces fonctions. Un autre inconvénient est qu'ils n'incluent pas d'informations sur d'éventuels potentiels de cœur effectifs.
Dans le but d'analyser la densité électronique avec la théorie quantique des atomes dans les molécules (QTAIM), la version bien supérieure wfn a été étendue ( *. wfnx ou * .wfx ) doit être utilisé. Je ne connais actuellement que Gaussian pour créer correctement de tels fichiers. Le programme principal qui utilise ces fichiers est AIMAll. C'est également un programme disponible dans le commerce. Vous pouvez en savoir plus sur ces fichiers sur la page de spécification.
Le seul point intéressant de créer des orbitales moléculaires avec ce programme est que vous souhaitez les superposer avec les chemins de liaison au lieu de simplement des bâtons . Tout comme dans cet exemple:

En dehors de cette utilisation, le processus est très fatiguant et nécessite de nombreuses étapes pour être complètement exécuté. Travailler le programme non local est très, très lent. Et pour être parfaitement honnête, quel est le but de ce qui précède autre que d'impressionner quelques chimistes organiques?
Un autre aspect négatif du programme est la très forte demande de mémoire et de stockage, en particulier pour les grosses molécules.

En conclusion: si vous ne faites pas d'analyse QTAIM, vous devriez probablement vous abstenir d'utiliser les fichiers * .wfx à des fins de visualisation. Pour chaque programme de contrôle qualité, il existe généralement un programme d'interface / de visualisation fonctionnel. Avec n'importe quel programme, il y a la barrière d'activation qui consiste à apprendre à faire les choses à surmonter. Dans tous les cas, je suggère d'en avoir quelques-uns prêts à travailler, vous ne savez jamais où vous allez et vous devrez peut-être apprendre un nouveau programme à tout moment.
Je pense que la plus grande perte de tout outil de visualisation est le fait de ne pas bien écrire des tutoriels ou même une documentation de base.

pour être complet, gmolden peut produire des images de haute qualité comme celles-ci:

Vous devez cliquer sur le bouton en haut à droite en mode densité pour obtenir le rendu opengl. Il est également entièrement rotatif.Bien que j'aime vraiment Molden pour ses fichiers de structure d'ouverture à réponse rapide, la convivialité n'est pas sa force. Il est également lent à générer les orbitales.

Un autre programme est Molekel , qui utilise openbabel (je pense) pour lire divers formats de fichiers. Il fonctionne très bien avec les fichiers de type Molden, beaucoup plus rapide que Molden pour rendre les orbitales et plus flexible (couleur, résolution, cadre de délimitation). Je n'ai jamais testé de fichiers wfn.

VMD est mon choix actuel pour la visualisation moléculaire. Comme pour tout logiciel, il faut un certain temps pour s'y habituer, mais la richesse des options, ce qui semble être un ensemble de fonctionnalités robustes et une configurabilité généralement flexible en font le roi des visualiseurs dans mon livre.

I ' Je ne l'ai jamais essayé qu'avec la sortie ORCA, et je n'ai pu le faire fonctionner qu'avec des fichiers "binaires gOpenMol" générés par l'utilitaire orca_plot (les fichiers Molden d'ORCA ne semblent pas être complètement lus) , mais je suis assez satisfait des résultats. Les étapes que je suis généralement sont:

1. Exécutez le calcul ORCA pour obtenir les fichiers .xyz et .gbw
2. Exécutez orca_plot basename.gbw -i pour générer le fichier binaire gOpenMol .plt de la fonction souhaitée (orbitale atomique / moléculaire, densité électronique / spin, etc.)

3. Exécutez VMD et chargez les fichiers .xyz et .plt

   • File > Nouvelle molécule pour accéder à la boîte de dialogue "Ouvrir"
   • Parcourir ... jusqu'au fichier .xyz souhaité; Déterminer le type de fichier doit détecter automatiquement le format XYZ
   • Charger pour extraire la géométrie dans VMD
   • Modifier «Charger les fichiers pour» vers Nouvelle molécule
   • Parcourir ... 'vers le fichier' .plt 'souhaité; Déterminer le type de fichier` devrait détecter automatiquement le' gOpenmol plt '
   • Charger pour extraire les informations binaires dans VMD
   • Fermer la boîte de dialogue "Ouvrir"

4. Changer le mode d'affichage des molécules

   • Cliquez sur Graphiques > Représentations
   • Sous «Molécule sélectionnée», choisissez le Fichier .xyz
   • Sous «Méthode de dessin», choisissez la méthode souhaitée (j'utilise habituellement «réglisse»)
   • Exécutez la Résolution de la sphère et Bond Resolution , et ajustez le Bond Radius comme vous le souhaitez

5. Appliquez le formatage souhaité à la ou aux isosurface (s)

   • De nouveau dans la boîte de dialogue Représentations graphiques (il n'est pas nécessaire de fermer après avoir défini la méthode de dessin de la géométrie), sélectionnez le .plt dans la Molécule sélectionnée liste déroulante
   • Si vous tracez une quantité avec des régions négatives (fonctions d'onde orbitale, éventuellement densité de spin, etc.), cliquez une fois sur «Créer une représentation» pour obtenir une deuxième «représentation».
   • Remplacez la 'méthode de coloration' par ColorID , et le nombre dans la liste déroulante qui apparaît à la couleur souhaitée pour une phase (positive ou négative)
   • Je règle généralement Matériau : Transparent (pour voir la molécule sous l'isosurface) ... Méthode de dessin : Isosurface ... Dessiner : Solid Surface ... Afficher : Isosurface ... Étape : 1 ... Size:1
   • Réglez la Isovalue de manière appropriée pour la signature, positive ou négatif, en tapant le nombre dans la boîte et en appuyant sur Entrée ; Je commence généralement à une magnitude de 0.02
   • Répétez ce qui précède pour la partie signée opposée de l'intrigue, si nécessaire.

Un exemple rapide est ci-dessous - le SOMO du monoaquo-Cu en phase gazeuse (II):

Les trois raccourcis clavier que j'utilise les plus sont ceux qui modifient le comportement de la souris: R pour faire pivoter, S pour redimensionner (zoom) et T pour traduire.

VMD peut apparemment exporter vers un certain nombre de formats de fichiers 3D, ainsi que des graphiques vectoriels PostScript. L'exportation directe de bitmap est bien si vous n'avez pas besoin de zoomer, mais se pixellise assez mal si vous le faites. Le PostScript est assez bloc dans gswin64, mais pourrait faire mieux, par exemple, Inkscape. Je n'ai pas installé IS pour le moment, donc je ne peux pas dire si un meilleur moteur de rendu fait un meilleur travail.

Une autre fonctionnalité intéressante de VMD est qu'il peut rendre en stéréo. Même si vous ne possédez pas de lunettes 3D, vous pouvez toujours regarder les choses dans le style Magic Eye en cliquant sur Affichage > Stéréo > SideBySide . (Activez Display > Stereo Eye Swap si vous devez croiser les yeux pour le voir, au lieu de regarder au loin.)

Vous voudriez doivent probablement manipuler les différents types de fichiers générés par chaque progiciel pour trouver le meilleur interface avec VMD. Je n'ai malheureusement pas de copie de Molcas ou de Turbomole pour les tester. VMD prend en charge les fichiers Gaussian CUBE, donc dans le pire des cas, vous pouvez vider une grille (éventuellement énorme) et la tracer de cette façon.

J'utilise évidemment Avogadro.

Dans Avogadro v1.1.x, vous pouvez non seulement utiliser des fichiers wfn, mais aussi effectuer une analyse QTAIM. Ouvrez-le dans le menu QTAIM.

Envoyez-moi le fichier Molden si vous ne pouvez pas lire tous les atomes, c'est un bogue étrange. Cela fonctionne sur tous les fichiers Molden que j'ai essayés.

Il est possible d'utiliser Multiwfn pour convertir des fichiers molden en fichiers fchk qui pourraient ensuite être lus par GaussView.

La manière qui m'a suffisamment satisfait n'est pas la plus efficace, Je suppose, mais comme il est scriptable, il est acceptable facile et donne de belles images.

La voie à suivre: programme QC > fichier molden > Multiwfn > fichier cube > UCSF Chimera .

1. Générez votre fichier molden

2. Utilisez Multiwfn pour créer les cubes MO:

     200 Autres fonctions (Part2) 3 Générer un fichier cube pour plusieurs fonctions d'ondes orbitales 29,303 Grille de haute qualité1 Sortir les données de grille de ces orbitales sous forme de fichiers de cube séparés  

   Cela vous donnera orb000029.cub à orb000030.cub pour travailler avec.

3. Générez un fichier de session python avec Chimera en ouvrant un fichier xyz de votre molécule, en l'orientant comme vous le souhaitez et Fichier > Enregistrer la session sous .

4. Ecrire un programme pour générer ainsi quelque chose comme l'entrée suivante, qui peut être introduite dans Chimera.

     open session.pypreset apply pub 2; color byelementcopier le fichier geometry.jpeg supersample 4 dpi 100 largeur 1450 hauteur 1068open orb000030.cubpreset apply pub 2; color byelementvolume # 1 level -0.04 color 0, .5, .6 level 0.04 color .9, .7, .1 step 1copier le fichier orb000030.jpeg supersample 4 dpi 100 largeur 2175 hauteur 1602close # 1… stop  

   Cette entrée serait appelée avec chimera input.cmd qui à ce stade ne montre que la géométrie de la molécule car elle a été enregistrée dans le fichier de session. Mon script enregistre ensuite une image de cette géométrie et ouvre ensuite tous les fichiers de cube pour en produire de belles images.