7.NMR 与 NICS | 铃溪的Blogs

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NICS

核独立化学位移（Nuclear Independent Chemical Shift, NICS）是一个用来衡量分子芳香性的指标，它定义为环上重原子的几何中心处的各向同性化学屏蔽值（即log文件中的isotropic后面那串）的负值，单位是ppm（parts per million）。

对于芳香性体系，通常这个屏蔽值是正值，意味着NICS值是负的。这种现象的本质是因为外磁场导致的共轭环上的环电流产生的感生磁场会一定程度上对外磁场有抵消（屏蔽）作用。

对于反芳香性体系，因为没有屏蔽效应，NICS会是一个正值；对于非芳香性体系，NICS 接近于0。

在计算芳香化合物的 NICS 需要在环的几何中心引入一个诡原子，即 Gaussian 中的 Bq 原子，通常读取的 Bq 原子后面的isotropic值，取负数就是 NICS，也就是常说的 NICS（0）。

有人提出将诡原子放在苯环的几何中心会收到环平面的电子电流的影响，不是完全的芳香性；所以建议把诡原子上下移动 1，称为 NICS（1）。又有人提出只有 NICS（1）的 ZZ 方向分量才有说服力，称为 NICS(1)-zz。也有人说应该放在分子的拓扑中心（rcp），但对于苯环来说 rcp 和 NICS 是一个点。

Gaussian中的NMR

高斯计算 NMR 时也有专门的关键词，并且可以计算自旋耦合，常用的泛函基组为 revTPSS/pcsseq-1，通常关键词部分为#p nmr=(giao,spinspin) b3lyp/6-311g(d,p) scrf=(smd,solvent=chloroform)

在查看结果时，Gaussian 默认的谱图TMS计算水平可能跟自己的计算水平有较大差异，所以要自己优化一个相同水平的 TMS，将TMS的化学位移减掉。

绘制 NMR 建议用卢老师的 Multiwfn。

Gaussian中的NICS

选择Bq原子，菜单 builder → 放置中心原子。在 gjf 中再添加一个 Bq 原子并设置 z 轴为 1；在 log 中查看 Bq 原子 NICS 信息，一般 NICS 只是进行定性分析，而不定量。