g-xTB软件的安装与使用指南

g-xTB 是一种 通用扩展紧束缚电子结构方法（General-Purpose Extended Tight-Binding, g-xTB），可处理元素范围从 H 到 Lr（Z=1–103）。它在原有 xtb 软件的基础上进行了扩展：

• xtb 支持元素最多到 Z=86
• g-xTB 支持元素 Z=1–58, 71–89, 92
• 目前仅支持 数值梯度
• 优化速度比 xtb 略慢，但计算精度更高

一、安装步骤

1. 下载软件及参数文件

   访问 g-xTB 开发版 Releases，下载以下文件：

   • 执行文件：gxtb
   • 参数文件：gxtb_parameters、eeq、basisq

   假设下载目录为 /home/software/xtb-g。

2. 重命名与权限设置

   进入下载目录，将参数文件重命名为：

   mv gxtb_parameters .gxtb
   mv eeq .eeq
   mv basisq .basisq
   chmod +x gxtb

3. 配置环境变量

   打开 ~/.bashrc（或 ~/.zshrc），添加：

   export PATH=$PATH:/home/software/xtb-g
   export GXTBHOME=/home/software/xtb-g

   然后执行 source ~/.bashrc 生效。

二、使用方法

使用 xtb 调用 g-xTB 进行结构优化：

xtb struc.xyz --driver "gxtb -grad -c xtbdriver.xyz" --opt

说明：

• struc.xyz：待优化的结构文件
• --driver "gxtb -grad -c xtbdriver.xyz"：调用 g-xTB 计算数值梯度
• --opt：执行结构优化

优化完成后，可在输出文件中查看能量、梯度以及最终优化结构。

三、小结

• g-xTB 相比原始 xtb，支持更多元素，精度更高，但优化速度略慢
• 当前仅支持数值梯度，未来版本可能进一步优化
• 通过 xtb 调用 g-xTB 非常方便，无需单独编写复杂输入文件

参考文献

1. g-xTB: A General-Purpose Extended Tight-Binding Electronic Structure Method For the Elements H to Lr (Z=1–103)
   ChemRxiv Link
2. g-xTB — Development Version
   GitHub Link