摘要：电子密度差(Electrondensitydifference)可以方便用于分析激发态计算结果：直观地观察电子从哪里来，到哪里去。GaussView提供了非常方便的图形界面用于计算激发态、基态的电子密度cube与密度差cube，并展示电子密度差图。本教程以甲醛的激发态计算为例，演示了甲醛激发态的计算、基态与激发态的总电子密度cube与密度差Cube的计算、电子密度差图的绘制。
作者：肖高铿联系：info@molcalx.com
12％chk=D:/demo/hcho_td_density.chk#tdapfd/6-311+g(2d,p)density=current％chk=D:/demo/hcho_td_density.chk#tdapfd/6-311+g(2d,p)density=current
此外，绘制电子密度差图（展示电荷、分子表面等）还需要checkpoint文件。
用GaussView读入checkpoint文件hcho_td_density.chk,用鼠标点击Results>Surface/Contours命令，如图1所示。
图1.GaussView的Surface/Contours
单击Surface/Contours之后，弹出Surface/Contours对话框,如图2所示。
图2.Surface/Contours对话框
图3.Generatecubes对话框
从Generatecubes对话框中，点击type右边的下拉菜单，选中TotalDensity；点击DensityMatrix右边下拉菜单，选中SCF。其它采用默认值，结果如图3所示。
点击OK，生成基态总电子密度的cube。计算完毕，在Cubesavailable部分会增加一行：
1ElectrondensityfromTotalSCFDensity....ElectrondensityfromTotalSCFDensity....
说明基态总电子密度cube已经准备好了。
同上一步操作一样，所不同的是需要将DensityMatrix设置为CI，如图4所示。
图4.激发态Cube计算的对话框
计算完毕，在cubesavailable部分会增加一行，类似于：
1ElectrondensityfromTotalCIDensity....ElectrondensityfromTotalCIDensity....
说明激发态总电子密度cube已经准备好了。
在现在为止，我们通过图形界面用cubegen计算了基态与激发态的总电子密度。在本步骤，我们将用cubman将两者相减就得到电子密度差cube。操作过程与基态总电子密度计算一样，除了Type选项不同：将Type设置为Subtracttwocubes（见图5）,从Cube1下拉菜单中将Cube设置为激发态总电子密度，Cube2设置为基态总电子密度，如图6所示。
图5.激发态与基态的电子密度差Cube计算
图6.激发态与基态的电子密度差Cube计算
点击OK,生成电子密度差Cube,在Cubesavailable部分会添加一行，类似于：
1ElectronDensityofTotalCIDensity-ElectronDensityofTotalSCFDensity...ElectronDensityofTotalCIDensity-ElectronDensityofTotalSCFDensity...
这说明激发态与基态的总电子密度差cube已经准备好了。
现在,我们得到了激发态与基态的电子密度差cube，可以进一步用GaussView将密度差展示出来：
在Surfaceavailable部分，设置Density的值为0.05（可以不断调整，直到等值图满意为止），再从Surfaceactions下拉菜单中点击NewSurface生成密度差图，如图7所示。
图7.绘制电子密度差图：1）先选择电子密度差cube;2)设定Density的值，生成新的表面
GaussView可以以Solid，Mesh与transparent三种模式展示电子密度差，在本例中，结果如图8-A,B与C所示。在电子密度差图中，电子从蓝色（负值）部分往紫色（正值）区域迁移。
图8-A.甲醛的电子密度差图，网格表面
图8-B.甲醛的电子密度差图，透明表面
图8-C.甲醛的电子密度差图，实体表面
JamesB.ForesmanandAEleenFrisch.PlottinganElectronDifferenceDensity.ExploringChemistrywithElectronicStructureMethods.ThirdEdition.Page:338