Yarı ampirik kuantum kimyası yöntemi - Semi-empirical quantum chemistry method

Elektronik yapı yöntemler
Değerlik bağ teorisi
Coulson-Fischer teorisi
Genelleştirilmiş değerlik bağı
Modern değerlik bağı
Moleküler yörünge teorisi
Hartree – Fock yöntemi
Yarı ampirik kuantum kimyası yöntemleri
Møller-Plesset pertürbasyon teorisi
Yapılandırma etkileşimi
Bağlı küme
Çok yapılandırmalı kendi kendine tutarlı alan
Kuantum kimyası kompozit yöntemleri
Kuantum Monte Carlo
Yoğunluk fonksiyonel teorisi
Zamana bağlı yoğunluk fonksiyonel teorisi
Thomas-Fermi modeli
Yörüngesiz yoğunluk fonksiyonel teorisi
Elektronik bant yapısı
Neredeyse serbest elektron modeli
Sıkı bağlama
Muffin-kalay yaklaşımı
k · p tedirginlik teorisi
Boş kafes yaklaşımı
Wikipedia kitabı Kitap

Yarı ampirik kuantum kimyası yöntemler dayanmaktadır Hartree – Fock biçimcilik, ancak birçok tahmin yapın ve deneysel verilerden bazı parametreler elde edin. Onlar çok önemlidir hesaplamalı kimya Yaklaşımlar olmadan tam Hartree – Fock yönteminin çok pahalı olduğu büyük molekülleri tedavi etmek için. Ampirik parametrelerin kullanımı, elektron korelasyonu yöntemlere etkileri.

Hartree – Fock hesaplamaları çerçevesinde, bazı bilgi parçaları (iki elektronlu integraller gibi) bazen yaklaşık olarak değerlendirilir veya tamamen çıkarılır. Bu kaybı düzeltmek için, yarı ampirik yöntemler parametreleştirilir, yani sonuçları bir dizi parametre ile, normalde deneysel verilerle en iyi uyuşan ancak bazen de aynı fikirde olacak şekilde ab initio Sonuçlar.

Kullanılan basitleştirme türleri

Yarı ampirik yöntemler, genellikle deneysel yöntemler olarak adlandırılan yöntemleri takip eder. Hamiltoniyen açıkça dahil edilmemiştir. Π-elektron sistemleri için bu, Hückel yöntemi öneren Erich Hückel.[1][2][3][4][5][6] Tüm değerlik elektron sistemleri için, genişletilmiş Hückel yöntemi tarafından önerildi Roald Hoffmann.[7]

Yarı ampirik hesaplamalar, ab initio meslektaşları, çoğunlukla kullanımından dolayı sıfır diferansiyel örtüşme yaklaşım. Bununla birlikte, hesaplanan molekül, yöntemi parametrize etmek için kullanılan veri tabanındaki moleküllere yeterince benzemiyorsa, sonuçları çok yanlış olabilir.

Tercih edilen uygulama alanları

Ampirik araştırma, doğrudan ve dolaylı gözlem veya deneyim yoluyla bilgi edinmenin bir yoludur. Ampirik yöntemlerde olduğu gibi, şu yöntemleri ayırt edebiliriz:

Π-elektronlarla sınırlı yöntemler

Bu yöntemler, hem döngüsel hem de doğrusal polienlerin elektronik olarak uyarılmış durumlarının hesaplanması için mevcuttur. Bu yöntemler, örneğin Pariser – Parr – Pople yöntemi (PPP), iyi parametrelendirildiğinde π-elektronik uyarılmış durumların iyi tahminlerini sağlayabilir.[8][9][10] Gerçekten de, yıllarca, PPP yöntemi, başlangıçta uyarılmış durum hesaplamalarından daha iyi performans gösterdi.

Yöntemler tüm değerlik elektronlarıyla sınırlıdır.

Bu yöntemler birkaç gruba ayrılabilir:

  • Gibi yöntemler CNDO / 2, HİNT ve NDDO tarafından tanıtıldı John Pople.[11][12][13] Uygulamalar, deneyi değil, minimum temel set sonuçlarını uydurmayı amaçlamıştır. Bu yöntemler artık nadiren kullanılmaktadır, ancak metodoloji genellikle sonraki yöntemlerin temelini oluşturur.
  • Birincil amacı koordinasyon bileşiklerinin geometrilerini tahmin etmek olan yöntemler, örneğin Işıltı / AM1 lantanit kompleksleri için mevcuttur.
  • Birincil amacı uyarılmış durumları hesaplamak ve dolayısıyla elektronik spektrumları tahmin etmek olan yöntemler. Bunlar arasında ZINDO ve SINDO.[20][21]

ikincisi, açık arayla en büyük yöntem grubudur.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Hückel, Erich (1931). "Quantentheoretische Beiträge zum Benzolproblem I". Zeitschrift für Physik (Almanca'da). Springer Science and Business Media LLC. 70 (3–4): 204–286. doi:10.1007 / bf01339530. ISSN  1434-6001.
  2. ^ Hückel, Erich (1931). "Quanstentheoretische Beiträge zum Benzolproblem II". Zeitschrift für Physik (Almanca'da). Springer Science and Business Media LLC. 72 (5–6): 310–337. doi:10.1007 / bf01341953. ISSN  1434-6001.
  3. ^ Hückel, Erich (1932). "Quantentheoretische Beiträge zum Problem der aromatischen und ungesättigten Verbindungen. III". Zeitschrift für Physik (Almanca'da). Springer Science and Business Media LLC. 76 (9–10): 628–648. doi:10.1007 / bf01341936. ISSN  1434-6001.
  4. ^ Hückel, Erich (1933). "Freien Radikale der organischen Chemie IV". Zeitschrift für Physik (Almanca'da). Springer Science and Business Media LLC. 83 (9–10): 632–668. doi:10.1007 / bf01330865. ISSN  1434-6001.
  5. ^ Organik Kimyacılar için Hückel Teorisi, C. A. Coulson, B. O'Leary ve R. B. Mallion, Academic Press, 1978.
  6. ^ Andrew Streitwieser Organik Kimyacılar için Moleküler Orbital Teorisi, Wiley, New York, (1961)
  7. ^ Hoffmann, Roald (1963-09-15). "Genişletilmiş Hückel Teorisi. I. Hidrokarbonlar". Kimyasal Fizik Dergisi. AIP Yayıncılık. 39 (6): 1397–1412. doi:10.1063/1.1734456. ISSN  0021-9606.
  8. ^ Pariser, Rudolph; Parr, Robert G. (1953). "Elektronik Spektrumların Yarı Ampirik Bir Teorisi ve Kompleks Doymamış Moleküllerin Elektronik Yapısı. I.". Kimyasal Fizik Dergisi. AIP Yayıncılık. 21 (3): 466–471. doi:10.1063/1.1698929. ISSN  0021-9606.
  9. ^ Pariser, Rudolph; Parr, Robert G. (1953). "Elektronik Spektrumların Yarı Ampirik Bir Teorisi ve Karmaşık Doymamış Moleküllerin Elektronik Yapısı. II". Kimyasal Fizik Dergisi. AIP Yayıncılık. 21 (5): 767–776. doi:10.1063/1.1699030. ISSN  0021-9606.
  10. ^ Pople, J.A. (1953). "Doymamış hidrokarbonlarda elektron etkileşimi". Faraday Derneği'nin İşlemleri. Kraliyet Kimya Derneği (RSC). 49: 1375. doi:10.1039 / tf9534901375. ISSN  0014-7672.
  11. ^ J. Pople ve D. Beveridge, Yaklaşık Moleküler Orbital TeorisiMcGraw-Hill, 1970.
  12. ^ Ira Levine, Kuantum Kimyası, Prentice Hall, 4. baskı, (1991), s. 579–580
  13. ^ C. J. Cramer, Hesaplamalı Kimyanın Temelleri, Wiley, Chichester, (2002), s. 126–131
  14. ^ J. J. P. Stewart, Hesaplamalı Kimya İncelemeleri, Cilt 1, Eds. K. B. Lipkowitz ve D.B.Boyd, VCH, New York, 45, (1990)
  15. ^ Michael J.S. Dewar ve Walter Thiel (1977). "Moleküllerin zemin durumları. 38. MNDO yöntemi. Yaklaşımlar ve parametreler". Amerikan Kimya Derneği Dergisi. 99 (15): 4899–4907. doi:10.1021 / ja00457a004.
  16. ^ Michael J. S. Dewar; Eve G. Zoebisch; Eamonn F. Healy; James J. P. Stewart (1985). "Kuantum moleküler modellerin geliştirilmesi ve kullanılması. 75. Kimyasal reaksiyonları incelemek için teorik prosedürlerin karşılaştırmalı testleri". Amerikan Kimya Derneği Dergisi. 107 (13): 3902–3909. doi:10.1021 / ja00299a024.
  17. ^ James J. P. Stewart (1989). "Yarı deneysel yöntemler için parametrelerin optimizasyonu I. Yöntem". Hesaplamalı Kimya Dergisi. 10 (2): 209–220. doi:10.1002 / jcc.540100208.
  18. ^ Gerd B. Rocha; Ricardo O. Freire; Alfredo M. Simas; James J. P. Stewart (2006). "RM1: H, C, N, O, P, S, F, Cl, Br ve I için AM1'in yeniden parametrelendirilmesi". Hesaplamalı Kimya Dergisi. 27 (10): 1101–1111. doi:10.1002 / jcc.20425. PMID  16691568.
  19. ^ James J. P. Stewart (2007). "Yarı Deneysel Yöntemler için Parametrelerin Optimizasyonu V: NDDO Yaklaşımlarının Değiştirilmesi ve 70 Öğeye Uygulanması". Moleküler Modelleme Dergisi. 13 (12): 1173–1213. doi:10.1007 / s00894-007-0233-4. PMC  2039871. PMID  17828561.
  20. ^ M. Zerner, Hesaplamalı Kimya İncelemeleri, Volume 2, Eds. K. B. Lipkowitz ve D.B.Boyd, VCH, New York, 313, (1991)
  21. ^ Nanda, D. N .; Sürahi, Karl (1980). "SINDO1. Moleküler bağlanma enerjisi ve geometri için yarı deneysel bir SCF MO yöntemi I. Yaklaşımlar ve parametrelendirme". Theoretica Chimica Açta. Springer Science and Business Media LLC. 57 (2): 95–106. doi:10.1007 / bf00574898. ISSN  0040-5744.