طرق الكيمياء الكمومية شبه التجريبية
تعمل الطرق شبه التجريبية على تسريع حسابات المدارات الجزيئية عن طريق إهمال أو تقريب التكاملات الأكثر تكلفة واستبدالها بمعاملات مُعدّلة لتناسب البيانات.
Definition
طرق تقريبية للمدارات الجزيئية تحتفظ بإطار هارتري-فوك ولكنها تقلل التكلفة بشكل كبير عن طريق تحديد معلمات أو حذف تكاملات مختارة باستخدام بيانات تجريبية.
Scope
تغطي مخططات تقريب التكامل التي تحدد الطرق شبه التجريبية، وعائلة إهمال التداخل التفاضلي ثنائي الذرة (NDDO) بما في ذلك MNDO وAM1 وPM3، وإعادة المعايرة الأحدث ومناهج الكثافة الوظيفية للربط المحكم، والمقايضات في الدقة والقابلية للنقل والسرعة.
Core questions
- ما هي التكاملات التي يتم إهمالها أو تحديد معاملاتها، ولماذا يوفر هذا الكثير من التكلفة؟
- كيف يتم تحديد المعاملات شبه التجريبية وما هي البيانات المرجعية التي يتم تعديلها لتناسبها؟
- كيف تختلف طرق NDDO الرئيسية في النطاق والدقة؟
- أين تنجح الطرق شبه التجريبية وأين تفشل؟
Key theories
- إهمال التداخل التفاضلي
- تتجاهل بشكل منهجي التكاملات الصغيرة المعتمدة على التداخل، مما يقلل عدد التكاملات ثنائية الإلكترون من ترتيب رباعي إلى عدد يمكن التحكم فيه ويمكّن من إجراء حسابات سريعة جدًا.
- تحديد المعاملات التجريبية للتكاملات
- يتم استبدال التكاملات المحتفظ بها بتعبيرات معلمية مُعدّلة لتناسب الخصائص التجريبية أو حسابات المستوى الأعلى، مما يرمز إلى الارتباط والتأثيرات الأخرى ضمنيًا.
Clinical relevance
تُمكّن الطرق شبه التجريبية المعالجة الكيميائية الكمومية للجزيئات الكبيرة جدًا، وعمليات البحث المطابق، والفحص عالي الإنتاجية، وتعمل كمحركات سريعة ضمن مسارات العمل متعددة المقاييس والتعلم الآلي.
History
تتجذر في نظريات هوكل وباريسر-بار-بوبل، وقد تطور خط NDDO من خلال MNDO وAM1 لديوار، ومعايرات PM3 وPMx اللاحقة لستيوارت، وطرق الكثافة الوظيفية للربط المحكم الحديثة التي توسع التغطية والدقة.
Key figures
- Michael Dewar
- James Stewart
- Walter Thiel
- Rudolph Pariser
Related topics
Seminal works
- dewar1985
- thiel2014
Frequently asked questions
- هل النتائج شبه التجريبية موثوقة؟
- تكون دقيقة بشكل معقول للأنظمة التي تشبه بيانات تدريبها، وخاصة الجزيئات العضوية، ولكنها قد تفشل في حالات الترابط غير العادية، وأخطاؤها أصعب في التنبؤ بها من أخطاء التسلسلات المنهجية من البداية (ab initio).
- ما مدى سرعتها مقارنة بطرق ab initio؟
- من خلال إهمال معظم التكاملات ثنائية الإلكترون، تكون الطرق شبه التجريبية عادةً أسرع بعدة مرات، مما يسمح بمعالجة جزيئات تحتوي على آلاف الذرات ميكانيكيًا كموميًا.