Gaussian 格式化检查点

项目	值
格式 ID	g16fchk
扩展名	.fchk, .fch, .fck
读取	是
写入	否
Registry 角色	Reader
数据层级	单 frame Gaussian QM 结果和坐标

快速读取

Python

from molop import AutoParser

frame = AutoParser("molecule.fchk", parser_detection="g16fchk")[0][0]
print(len(frame.atoms), frame.coords.shape)
print(frame.energies.total_energy if frame.energies else None)
print(frame.charge_spin_populations.population_names if frame.charge_spin_populations else [])

输出约定

输出依次给出原子/坐标规模、可用总能量和实际存在的布居方案。

fchk 只产生一个当前几何 frame，不包含 log 中的完整优化轨迹。

MolOP 读取 Gaussian formchk 生成的文本格式化检查点。解析器按 fchk 固定宽度 record 和 N= 数组长度解码，不依赖字段相邻顺序；未知 record 会被跳过。

特性	支持程度	支持范围	明确边界
文件识别与样本覆盖	fixture 覆盖	读取 fchk 标量和数组 record；仓库维护的全部 fchk 样本，包括大文件，均生成一个结果 frame。	不接受二进制 .chk；未知 record 只有在映射到公共字段后才具有结构化语义。
元数据与 Route 语义	部分支持	解析标题、Gaussian 版本、Route、电荷、多重度、模型化学、任务、色散、溶剂和开壳层处理；第二行摘要用于补齐 Route 中未识别的 method/basis。	Route 仍受共享 Gaussian 语法覆盖范围限制；fchk 不含完整 Link 0 输入和运行时间。
几何与 Cartesian 导数	部分支持	解析原子序数、Bohr 坐标、由 Cartesian gradient 取负得到的 forces，以及由 packed force constants 展开的对称 Hessian。	fchk 只表示当前几何，不提供完整优化轨迹；坐标和导数保持 source order，不反演原输入方向变换。
能量、轨道与自旋	部分支持	解析 SCF/reference、MP2、MP3、MP4、CCSD、CCSD(T) 和最终总能量，以及 alpha/beta 轨道能、占据数和 S-squared。	不暴露 MO coefficient、密度矩阵、自然轨道和未映射的方法专用能量标签。
布居与电响应	部分支持	解析与原子数一致的 Mulliken、NPA、ESP、APT、Hirshfeld/CM5 及可用 spin population records，并解析偶极矩、packed polarizability 和四极矩。	只暴露 fchk 实际包含的 record；键级、超精细张量和更高阶电响应数组尚未映射。
振动、热力学与状态	部分支持	解析频率、约化质量、力常数、IR 强度、简正模式、thermal energy/enthalpy/free energy、Job Status 和优化完成状态。	不映射 Raman/ROA/VCD、详细热校正、温度/压力和优化收敛历史。
NMR 屏蔽与自旋-自旋耦合	部分支持	解析逐原子 shielding tensor 及 isotropic、anisotropy、principal values，FC、SD、PSO、DSO 约化耦合矩阵，以及 Hz 单位的 total K 矩阵。	需要对应 NMR record；fchk 缺少重建 J 所需的同位素信息，也不映射参考化学位移和 EPR 数据。

能力覆盖矩阵

fchk 能力	读取	结构化结果	当前边界
固定宽度 scalar record	支持	I、R、C、L、H 值	未知 label 会跳过。
N= 数组 record	支持	按声明长度读取数值或 12 字符块	截断数组会报告格式不匹配。
标题、Route 与 Gaussian 版本	支持	title_card、keywords、qm_software_version	不保留 record 的原始排版。
电荷与多重度	支持	charge、multiplicity	使用 fchk 标量值。
method、functional、basis 与任务	部分	model_chemistry、task_requests	Route 优先，第二行摘要补齐缺失 method/basis；未知 Route token 仍保留在 diagnostics。
文件与 frame 数量	支持	一个 segment、一个 terminal/SP frame	fchk 不表示 Gaussian log 的多 Link/优化步时间序列。
原子和当前 Cartesian 坐标	支持	Angstrom coords、source-order atoms	fchk Bohr 坐标会转换到 Angstrom。
Cartesian gradient	支持	Hartree/Bohr forces	forces 是 gradient 的逐元素负值。
Cartesian force constants	支持	(3N, 3N) 对称 hessian	只接受合法 packed lower-triangle 长度。
SCF、MP2-4、CCSD、CCSD(T)、总能量	支持	Energies 和可选来源证据	未映射的能量 label 不自动猜测语义。
alpha/beta 轨道能与占据	支持	MolecularOrbitals	闭壳层缺少 beta 数组时复制 alpha 能量，并按 beta electron 数生成占据。
MO coefficients 与密度矩阵	不支持	无	大型原始数组会安全跳过。
原子布居 records	部分	ChargeSpinPopulations，含可扩展 ESP/NPA spin series	仅当数组长度与原子数一致时映射 Mulliken、NPA、ESP、APT、Hirshfeld/CM5 和已知 spin labels。
S-squared	支持	TotalSpin	spin quantum number 由 S-squared 推导。
dipole、polarizability、quadrupole	部分	Polarizability	保留 fchk packed 顺序；不展开完整张量命名。
频率、质量、力常数与 IR	支持	Vibrations	从 Vib-E2 的已知前四个 mode 分组读取。
简正模式位移	支持	每个 mode 的 (N, 3) 数组	标记为 source-program normalization，mass weighting 未知。
thermal totals	部分	U_T、H_T、G_T	fchk 样本没有完整 ZPVE、熵和热容分解。
NMR magnetic shielding	部分	nmr.gauge、逐原子 shielding_tensors、isotropic、anisotropy、principal values	读取 NMR shielding；张量单位转换为 ppm，Cartesian orientation 当前标记为 unknown。逐原子 shielding 可通过 qm_embedded_rdmol(embed_nmr=True) 写入 RDKit atom properties。
NMR reduced spin-spin coupling	部分	spin_spin_coupling_k、spin_spin_coupling_k_components、coupling_atom_indices	读取四组 packed FC/SD/PSO/DSO K 贡献并求和得到 Hz 单位 total K；fchk 缺少同位素信息，因此 spin_spin_coupling_j 和 J 分量保持为空；coupling 矩阵仍保留为 frame-level 原子对数据。
Job Status 与优化完成	部分	Status、GeometryOptimizationStatus	优化完成由 opt 请求和正常 Job Status 共同推断，不含逐步收敛值。
source span 与哈希	支持	单一全文 segment/frame provenance	不合并 .chk、log 或其他 sidecar。
basis、ECP、MO/density 原始数组	可跳过	无专用公共字段	能扫描不代表已结构化支持。
fchk/chk writer	不支持	Reader only	不从 MolOP 模型重建 fchk，也不处理二进制 checkpoint。

格式边界

.fchk 是 Gaussian formatted checkpoint 文本，不是二进制 .chk。解析器不会调用 Gaussian formchk，也不会从同目录读取 log 或 checkpoint；所有 provenance 只指向传入的 fchk 文本。