Metode Semiempiris dan Komposit
Antara model empiris yang murah dan teori fungsi gelombang yang paling ketat terdapat metode semiempiris dan komposit, yang menukarkan perkiraan terpilih atau kombinasi cerdas untuk akurasi dengan biaya yang lebih rendah.
Definition
Pengelompokan strategi kimia kuantum yang memperkenalkan parameter empiris, menggabungkan beberapa perhitungan, atau memperluas formalisme untuk menangani korelasi kuat dan relativitas, menyeimbangkan akurasi dengan biaya komputasi.
Scope
Mencakup metode orbital molekuler semiempiris yang memparametrisasi atau mengabaikan integral yang mahal, pendekatan multireferensi dan multikonfigurasi untuk sistem di mana determinan tunggal gagal, protokol 'kimia model' komposit yang menggabungkan perhitungan untuk mencapai akurasi termokimia tinggi secara terjangkau, dan metode relativistik untuk elemen berat. Ini melengkapi struktur elektronik referensi tunggal standar dan metode fungsional densitas.
Sub-topics
Core questions
- Bagaimana metode semiempiris mencapai kecepatan dengan mengaproksimasi atau memparametrisasi integral?
- Kapan determinan referensi tunggal rusak, sehingga memerlukan metode multireferensi?
- Bagaimana protokol komposit mencapai akurasi tinggi dengan biaya sedang?
- Kapan efek relativistik harus disertakan untuk elemen berat?
Key theories
- Aproksimasi dan parametrisasi integral
- Metode semiempiris mengabaikan atau mengaproksimasi integral tolakan elektron yang paling mahal dan menggantinya dengan parameter yang disesuaikan dengan data, sehingga memperoleh peningkatan kecepatan yang signifikan.
- Kimia model komposit
- Skema aditif menggabungkan hasil dari metode dan set basis yang berbeda untuk memperkirakan hasil tingkat tinggi yang akan terlalu mahal untuk dihitung secara langsung, menargetkan akurasi kimia dalam termokimia.
Clinical relevance
Metode-metode ini memperluas kimia komputasi ke ranah yang tidak dapat ditangani secara terjangkau oleh pendekatan standar: molekul yang sangat besar dan penyaringan dengan metode semiempiris, sistem yang sangat berkorelasi dan tereksitasi dengan metode multireferensi, termokimia tolok ukur dengan skema komposit, dan kimia elemen berat dengan metode relativistik.
History
Metode semiempiris berkembang dari teori Hückel dan Pariser-Parr-Pople melalui model MNDO, AM1, dan PM3 Dewar; metode multikonfigurasi seperti CASSCF dikembangkan oleh Roos dan lainnya; skema komposit seperti metode Gaussian-n dan Weizmann muncul pada tahun 1990-an untuk memberikan akurasi tolok ukur.
Key figures
- Michael Dewar
- Walter Thiel
- Björn Roos
- Larry Curtiss
Related topics
Seminal works
- thiel2014
- cramer2004
Frequently asked questions
- Apakah metode semiempiris masih relevan mengingat komputer yang cepat?
- Ya; metode ini tetap berharga untuk sistem yang sangat besar, penyaringan throughput tinggi, dan sebagai komponen cepat dalam alur kerja multiskala dan pembelajaran mesin di mana perlakuan ab initio penuh tidak praktis.
- Apa yang sebenarnya dihitung oleh metode komposit?
- Metode ini menggabungkan beberapa perhitungan yang lebih kecil, biasanya hasil korelasi tinggi dalam basis sederhana dengan set basis dan koreksi lainnya, untuk mengaproksimasi energi yang akurat dengan biaya yang jauh lebih rendah daripada perhitungan tingkat tinggi langsung.