CCC:HomeWork1

Задача этой домашней работы - самостоятельно получить все энергии, которые использовались в первой лекции для расчётов скоростей реакций инверсии NH₃, PH₃ и взаимодействия цианид-аниона и метилхлорида, после чего использовать их для того, чтобы повторить проведённые на лекции вычисления.

Таким образом, в результате решения данной домашней задачи каждый обучающийся должен мочь самостоятельно с использованием только компьютера определить константы скоростей инверсии NH₃, PH₃, а также отношение продуктов и константу скорости реакции цианид-аниона и метилхлорида. Описание выполнения домашней работы (запуска квантовохимических расчётов, проведения расчётов с использованием статистики Больцмана и уравнения Эйринга) необходимо прислать на почту ccc@theorchem.ru.

Порядок выполнения Домашней работы №1:

1. Общая установка: перефразируя Рича Кука, преподавание - это гонка между учителями, которые пытаются сделать объяснение понятным для каждого Д., и природой, которая создает всё лучших Д.. Чтобы сломать этот замкнутый круг, в Домашних заданиях по данному курсу задачи сформулированы так, чтобы подробные инструкции к ним можно было самостоятельно найти в Google или Yandex. Поэтому если вы не вполне понимаете, как сделать определённое действие - спросите у Google/Yandex, и только если вы не смогли разобраться за 10 минут, - напишите вопрос в общую беседу - ваши коллеги или преподаватели вам помогут.
2. Необходимо подключиться к расчётному серверу ent.theorchem.ru (он же vpn.hcc.ru), используя полученные от Медведева М.Г. логин и пароль. Для подключения с Windows стоит использовать PuTTY (если у вас нет администритивного доступа к компьютеру - используйте portable версию), c Mac или Linux можно использовать команду ssh в Терминале.
3. Освойтесь на сервере. Для этого:
   1. Зайдите в папку своего курса (1 курс ВШЭ 2021 - 1e2021). Если не знаете, как, - смотрите выше пункт 1.
   2. Создайте папку своего имени. При работе на Linux стоит следить за тем, чтобы все папки и файлы были названы латиницей; очень многие программы некорректно работают с другими наборами символов.
   3. Зайдите в эту папку, выйдете из неё, погуляйте по системе. Помните, что .. - это директория на одну выше (ближе к корню) текущей, а ~ - это домашняя директория пользователя.
   4. Откройте midnight commander - он открывается командой mc.
      1. Погуляйте по папкам, посмотрите, что есть.
      2. Попереключайтесь между окнами с помощью Tab.
      3. Перейдите из коммандера в терминал с помощью Ctrl+o и обратно (тоже Ctrl+o).
      4. Прочитайте подробный мануал по midnight commander, попробуйте предложенные в нём действия.
   5. Скачайте архив с инпут-файлами к ДЗ1 на свой компьютер. Распакуйте файлы и перенесите их на сервер. На Windows для этого можно использовать WinSCP (portable версия), а на Mac и Linux - scp в Терминале.
   6. Поставьте расчёты из всех инпут-файлов в Orca:
      1. Добавьте в начало инпут-файла фрагмент: %pal nprocs 1 end
      2. Перейдите в папку своего курса, например: cd ~/1e2021
      3. Из нее запустите расчёт: sorca YourFolder/YourInput.inp. Конечно, вы можете запустить расчёт и из папки инпут-файла командой sorca YourInput.inp, но тогда его название для системы будет просто YourInput.inp и мы не сможем определить, где чей расчёт.
      4. Если вы работаете из midnight commander, нажмите Ctrl+o: откроется консоль, в которой должно быть написано, что задача успешно поставлена, а также её ID в системе. Если задача не поставлена, вероятно вы либо не указали количество процессоров в инпут-файле, либо запускали расчёт из неправильной папки.
      5. Посмотрите в squeue, идет ли расчёт.
      6. Когда расчет пропадет из squeue, посмотрите, есть ли ****ORCA TERMINATED NORMALLY**** в предпоследней строке log-файла (просмотрщик в MC открывается по F3). Если данная строка есть - значит расчёт завершился корректно и теперь его результаты можно анализировать. Посмотрите, что и в какой последовательности делала квантовохимическая программа.
   7. Найдите необходимые вам для дальнеших расчётов энергии, сравните их с энергиями из первой лекции (они могут немного отличаться, так как энергии в лекции были посчитаны в Gaussian). Нужные энергии должны быть в строке Final Gibbs free energy         ...    ****** Eh, где на месте ****** - нужная вам энергия.
   8. Используйте рассчитанные вами энергии для того, чтобы рассчитать константы скоростей инверсии NH₃ и PH₃, а также отношение продуктов и константу скорости реакции цианид-аниона и метилхлорида при нормальных условиях. Посчитайте, при каких температурах константы скоростей инверсии NH₃ и PH₃ будут равны 1 с^-1. Как надо изменить температуру, чтобы количество побочного продукта в реакции цианид-аниона и метилхлорида уменьшилось?
   9. Опишите ход выполнения ДЗ и все выполненные вами вычисления и полученные ответы в файл DOCX или PDF и пришлите на почту ccc@theorchem.ru.