Manipulação automatizada de estruturas químicas complexas em coordenadas Z ‐matrix—A biblioteca chemcoord

Neste trabalho, apresentamos um método totalmente automatizado para a construção de conjuntos quimicamente significativos de coordenadas internas hierárquicas não redundantes (ICs; também comumente denotadas como Z-matrizes) a partir das coordenadas cartesianas de um sistema molecular. Um foco particular é colocado em evitar definições inadequadas de ângulos e diédros devido a arranjos lineares de átomos, para garantir consistentemente uma transformação bem definida para coordenadas cartesianas, mesmo após mudanças estruturais. As representações obtidas são particularmente adequadas para a construção de trajetórias em métodos de duas pontas para busca de estado de transição e otimizações com restrições não-lineares. Gradientes analíticos para a transformação entre os sistemas de coordenadas foram derivados para otimizações de geometria analítica puramente em coordenadas Z-matrix. A otimização da geometria foi acoplada a um pacote de Álgebra Simbólica para suportar restrições não-lineares arbitrárias em coordenadas Z-matrix, mantendo a conversão de gradiente de energia analítica. A diferença em relação às transformações de IC não hierárquicas comumente usadas é discutida. Aplicações de exemplo são fornecidas para uma série de reações químicas comuns e exemplos ilustrativos.