Z-マトリックス座標における複雑な化学構造の自動処理—chemcoordライブラリ

本研究では、分子系のカルテジアン座標から化学的に意味のある階層的かつ冗長でない内部座標（IC; 通常はZ-マトリックスと呼ばれる）のセットを構築するための完全自動化された方法を提示します。特に注目すべきは、構造変化を経てもカルテジアン座標への明確な変換を一貫して保証するため、原子の直線配置による角度や二面角の不明確性を回避することです。このように得られた表現は、遷移状態の探索と非線形制約に基づく最適化のための両端法での経路構築に特に適しています。座標系間の変換のための解析的勾配は、完全にZ-マトリックス座標内での解析幾何最適化のために導出されました。幾何最適化は、Z-マトリックス座標における任意の非線形制約をサポートするために記号代数パッケージと結合され、解析的エネルギー勾配変換を保持します。一般的に使用されている非階層的IC変換との違いについても議論します。多くの一般的な化学反応に対するサンプル応用と例が提供されています。