Méthodes de thermochimie composites

Les méthodes composites combinent plusieurs calculs abordables pour estimer des énergies de qualité de référence, visant la précision dite chimique en thermochimie.

Definition

Un protocole défini combinant plusieurs calculs de structure électronique à différents niveaux et avec différentes bases pour approximer une énergie de haute précision, en particulier pour les enthalpies de réaction et de formation.

Scope

Couvre les protocoles additifs de 'chimie modèle' tels que les familles Gaussian-n et Weizmann, ainsi que les méthodes à base complète, y compris leur utilisation de l'extrapolation de la base, des corrections de corrélation additives et des corrections empiriques de niveau supérieur pour approximer des résultats qui seraient autrement d'un coût prohibitif.

Core questions

• Comment les méthodes composites approximent-elles un résultat de haut niveau à partir de composants moins coûteux ?
• Qu'entend-on par précision chimique et dans quelle mesure ces méthodes l'atteignent-elles ?
• Quels rôles jouent l'extrapolation de la base et les corrections empiriques ?
• Quelles sont les limites pratiques des protocoles composites en termes de taille de système ?

Key theories

Schéma de correction additif

Estime une énergie de haut niveau en ajoutant des corrections pour la taille de la base et le niveau de corrélation calculées séparément, exploitant l'additivité approximative de ces effets.

Concept de chimie modèle

Traite une combinaison méthode-plus-base entièrement spécifiée comme une 'chimie modèle' reproductible dont les erreurs systématiques peuvent être caractérisées et corrigées sur de nombreuses molécules.

Clinical relevance

Les méthodes composites fournissent des enthalpies de formation, des énergies de réaction et des énergies de dissociation de liaison de qualité de référence pour les molécules des groupes principaux, fournissant ainsi des données de référence utilisées pour calibrer des méthodes moins coûteuses et pour combler les lacunes en thermochimie expérimentale.

History

Commençant avec les théories Gaussian-1 et Gaussian-2 de Pople, Curtiss et Raghavachari vers 1990 et se poursuivant avec Gaussian-4 et les protocoles de haute précision Weizmann et HEAT, les méthodes composites sont devenues une voie standard pour la thermochimie de référence.

Key figures

• Larry Curtiss
• Krishnan Raghavachari
• John Pople
• Jan Martin

Seminal works

• curtiss2007

Frequently asked questions

Qu'est-ce que la 'précision chimique' ?

Elle fait conventionnellement référence à des erreurs d'environ un kilocalorie par mole dans des énergies telles que les enthalpies de formation, un objectif que les méthodes composites sont conçues pour approcher pour la thermochimie des groupes principaux.

Pourquoi utiliser une méthode composite plutôt qu'un seul calcul de haut niveau ?

Un calcul direct de haut niveau et à grande base est souvent d'un coût prohibitif ; les méthodes composites atteignent une précision comparable en combinant des éléments moins coûteux qui approximent le même résultat.