11: Обчислювальна квантова хімія
- Page ID
- 26670
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Обчислювальна хімія - це область хімії, яка використовує математичні наближення та комп'ютерні програми для вирішення проблем хімічного інтересу. Квантова хімія - це підполе, яке розглядає рівняння та наближення, отримані з постулатів квантової механіки; зокрема, пов'язане з розв'язанням рівняння Шредінгера для молекулярних систем. Квантова хімія, як правило, розділена на a b i nitio, який використовує методи, які не включають жодних емпіричних параметрів або експериментальних даних і напівемпіричних, які роблять.
- 11.1: Огляд квантових обчислень
- Варіаційний принцип говорить, що приблизна енергія є верхньою межею точної енергії, тому найнижча енергія, яку ми обчислюємо, є найбільш точною. Ця гранична енергія є найнижчою, яку можна отримати за допомогою однієї детермінантної хвильової функції. Ця межа називається межею Хартрі-Фока, енергія - енергія Хартрі-Фока, молекулярні орбіталі, що виробляють цю межу, називаються орбіталями Хартрі-Фока, а детермінантом є хвильова функція Хартрі-Фока.
- 11.2: Гаусові базові набори
- Мінімальний базовий набір STO для молекули включає тільки ті STO, які були б зайняті електронами в атомах, що утворюють молекулу. Більший базовий набір, однак, підвищує точність розрахунків, надаючи більше змінних параметрів для отримання кращої наближеної хвильової функції, але за рахунок збільшеного часу обчислень. STO мають наступну радіальну частину (сферичні гармонічні функції використовуються для опису кутової частини).
- 11.3: Розширені базові набори
- Мінімальні базові набори недостатньо гнучкі для точного представлення, що вимагає використання декількох функцій для представлення кожної атомної орбіти.
- 11.4: Терміни орбітальної поляризації в базових наборах
- Використання мінімального базового набору з фіксованими дзета-параметрами сильно обмежує, наскільки електронний заряд може бути змінений від атомного розподілу заряду до опису молекул і хімічних зв'язків. Розширення базового набору з більш гнучкими функціями може отримати більш точні результати. Такі функції називаються поляризаційними функціями, оскільки вони дозволяють поляризації заряду від атомного розподілу відбуватися.
- 11.E: Обчислювальна квантова хімія (вправи)
- Це домашні вправи, які супроводжують главу 11 Маккуаррі та Саймона «Фізична хімія: молекулярний підхід» TextMap.