Avogadroの「計測ツール」を使って、結合長と結合角を調べてみましょう。

ここでは「マウス操作で一から作る」で作ったピリミジンを調べてみることにします。

ツールアイコンの中の「物差しの目盛りの上に両側赤矢印」アイコン「計測ツール」を選択します。

左下のサブウィンドウは「Measure Settings」に変わりました。

次に、今までは下に隠れていたメッセージタブも、クリックして開きましょう。

画面右下のメッセージタブをクリックします。

メッセージタブの表示枠が開きます。

またこの後、実験値との比較するため、原子のラベルも表示してしまいましょう。

左上の「表示タイプ」サブウィンドウの中の「ラベル」チェックボックスにチェックを入れます。

デフォルトだと、このように「元素記号と番号」になっていると思います。

炭素、水素、窒素で、それぞれ１から番号がふられています。

ここでは、元素の種類によらない「全原子でとおしの番号」をふるため、表示設定を変更します。

ラベルの設定を変更するため、今の「ラベル」チェックボックスの右のレンチアイコンをクリックします。

設定ダイアログが開きます。

「Atom Labels」グループのTextドリップダウンリストから「Atom Number」を選択します。

ラベルが「数字」に変更されたと思います。

設定ダイアログは、右上の「×」をクリックして閉じます。

「マウス操作で一からつくる」でつくったピリミジンをみている人がいれば、きっと番号は違うと思います。

米国国立標準局(NIST)のCCCBDB(Computational Chemistry Comparison and Benchmark Database)に、ピリミジンの構造の実験値と計算の結果が公開されていますが、それと比較するために同じ番号にしました。

原子の番号は、マウスクリックで作成した順番につけられますので、次のgifアニメのように描画すると、同じ番号になります。

では、さっそく計測してみましょう。

ツールアイコンは「計測ツール」を選択されていることを確認します。

結合長を求めるには、結合の両端の原子を、マウスの左ボタンで順番にクリックします。

例として１の炭素と7の水素を順番にクリックしてみます。

クリックした原子に、順番に「＊１」「＊２」とラベルがつき、同時に「＊１」と「＊２」の間の長さがオングストローム単位で「ビュー」の下と「メッセージタブ」の両方に表示されます。

何もないところを左クリックか右クリックで「＊１」「＊２」のラベルは解除されます。同時に「ビュー」の下の長さ表示も消えますが、「メッセージタブ」の表示は消えず、蓄積されます。

ラベルを解除してから、別の結合に対しても同じように、両端の原子を順番にクリックして「＊１」「＊２」のラベルをつければその結合長が求まります。

メッセージタブには数値が蓄積されます。

一方、結合角を求めるには、結合角をつくる二つの結合を構成する三個の原子を、端から順番にクリックします。

クリックした原子に「＊１」「＊２」「＊３」と順番にラベルがつき「＊１ー＊２」と「＊２ー＊３」の間の角度が表示されます。

結合角だけが見たくても、二つの結合長も同時に表示されてしまうのですけどね。

こうして求めた結合長と結合角を、CCCBDBの実験値や、もう少し精度の高い計算結果と比較した表が次です。

AvogadroのUFFで構造最適化した結果より、CP2Kで計算したxTBの計算結果のほうが、わずかですが実験値に近づいていることがわかります。

とは言え、AvogadroのUFFの結果であっても、実験値との誤差は1%未満で、事実上ほとんど変わらないといえます。

また、CCCBDBから引用した、より精度の高い計算結果（QCISD 6-311G**、6-311G**基底を用いた2電子励起電子配置を含む配置間相互作用 Quadratic CI計算)も、UFFやxTBとほぼ変わらないといえるでしょう。