ระเบียบวิธีแบบกึ่งเชิงประจักษ์และแบบผสมผสาน
ระหว่างแบบจำลองเชิงประจักษ์ราคาถูกกับทฤษฎีฟังก์ชันคลื่นที่เข้มงวดที่สุด มีระเบียบวิธีแบบกึ่งเชิงประจักษ์และแบบผสมผสาน ซึ่งแลกเปลี่ยนการประมาณค่าที่เลือกไว้หรือการผสมผสานที่ชาญฉลาดเพื่อให้ได้ความแม่นยำในราคาที่ลดลง
Definition
การจัดกลุ่มกลยุทธ์ทางเคมีควอนตัมที่อาจมีการนำเสนอพารามิเตอร์เชิงประจักษ์, การรวมการคำนวณหลายครั้ง, หรือการขยายรูปแบบเพื่อจัดการกับความสัมพันธ์ที่รุนแรงและสัมพัทธภาพ โดยรักษาสมดุลระหว่างความแม่นยำกับต้นทุนการคำนวณ
Scope
ครอบคลุมระเบียบวิธีออร์บิทัลโมเลกุลแบบกึ่งเชิงประจักษ์ที่กำหนดพารามิเตอร์หรือละเลยอินทิกรัลที่มีค่าใช้จ่ายสูง, แนวทางแบบหลายอ้างอิงและหลายการจัดเรียงอิเล็กตรอนสำหรับระบบที่ตัวกำหนดเดี่ยวไม่สามารถใช้ได้, โปรโตคอล 'เคมีแบบจำลอง' แบบผสมผสานที่รวมการคำนวณเพื่อให้ได้ความแม่นยำทางเทอร์โมเคมีสูงในราคาที่เอื้อมถึง, และระเบียบวิธีสัมพัทธภาพสำหรับธาตุหนัก สิ่งเหล่านี้เสริมโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์แบบอ้างอิงเดี่ยวมาตรฐานและระเบียบวิธีฟังก์ชันความหนาแน่น
Sub-topics
Core questions
- ระเบียบวิธีแบบกึ่งเชิงประจักษ์บรรลุความเร็วได้อย่างไรโดยการประมาณค่าหรือกำหนดพารามิเตอร์อินทิกรัล?
- เมื่อใดที่ตัวกำหนดอ้างอิงเดี่ยวล้มเหลว ซึ่งจำเป็นต้องใช้ระเบียบวิธีแบบหลายอ้างอิง?
- โปรโตคอลแบบผสมผสานบรรลุความแม่นยำสูงด้วยต้นทุนปานกลางได้อย่างไร?
- เมื่อใดที่ต้องรวมผลกระทบสัมพัทธภาพสำหรับธาตุหนัก?
Key theories
- การประมาณค่าและการกำหนดพารามิเตอร์อินทิกรัล
- ระเบียบวิธีแบบกึ่งเชิงประจักษ์ละเลยหรือประมาณค่าอินทิกรัลการผลักกันของอิเล็กตรอนที่มีค่าใช้จ่ายสูงที่สุด และแทนที่ด้วยพารามิเตอร์ที่ปรับให้เข้ากับข้อมูล ทำให้ได้ความเร็วเพิ่มขึ้นหลายเท่าตัว
- เคมีแบบจำลองแบบผสมผสาน
- แผนการแบบบวกจะรวมผลลัพธ์จากระเบียบวิธีและชุดพื้นฐานที่แตกต่างกันเพื่อประมาณค่าผลลัพธ์ระดับสูงที่อาจมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไปในการคำนวณโดยตรง โดยมุ่งเป้าไปที่ความแม่นยำทางเคมีในเทอร์โมเคมี
Clinical relevance
ระเบียบวิธีเหล่านี้ขยายขอบเขตเคมีเชิงคำนวณไปยังขอบเขตที่วิธีการมาตรฐานไม่สามารถจัดการได้ในราคาที่เอื้อมถึง: โมเลกุลขนาดใหญ่มากและการคัดกรองด้วยระเบียบวิธีแบบกึ่งเชิงประจักษ์, ระบบที่มีความสัมพันธ์สูงและระบบกระตุ้นด้วยระเบียบวิธีแบบหลายอ้างอิง, เทอร์โมเคมีมาตรฐานด้วยแผนการผสมผสาน, และเคมีของธาตุหนักด้วยระเบียบวิธีสัมพัทธภาพ
History
ระเบียบวิธีแบบกึ่งเชิงประจักษ์พัฒนามาจากทฤษฎี Hückel และ Pariser-Parr-Pople ผ่านแบบจำลอง MNDO, AM1, และ PM3 ของ Dewar; ระเบียบวิธีแบบหลายการจัดเรียงอิเล็กตรอน เช่น CASSCF ได้รับการพัฒนาโดย Roos และคณะ; แผนการผสมผสาน เช่น ระเบียบวิธี Gaussian-n และ Weizmann เกิดขึ้นในทศวรรษ 1990 เพื่อให้ได้ความแม่นยำระดับมาตรฐาน
Key figures
- Michael Dewar
- Walter Thiel
- Björn Roos
- Larry Curtiss
Related topics
Seminal works
- thiel2014
- cramer2004
Frequently asked questions
- ระเบียบวิธีแบบกึ่งเชิงประจักษ์ยังคงมีความเกี่ยวข้องหรือไม่เมื่อพิจารณาถึงคอมพิวเตอร์ที่รวดเร็ว?
- ใช่ ระเบียบวิธีเหล่านี้ยังคงมีคุณค่าสำหรับระบบขนาดใหญ่มาก การคัดกรองที่มีปริมาณงานสูง และเป็นส่วนประกอบที่รวดเร็วในเวิร์กโฟลว์แบบหลายมาตราส่วนและการเรียนรู้ของเครื่อง ซึ่งการบำบัดแบบ ab initio เต็มรูปแบบไม่สามารถทำได้จริง
- ระเบียบวิธีแบบผสมผสานคำนวณอะไรจริงๆ?
- เป็นการรวมการคำนวณย่อยหลายรายการ โดยทั่วไปคือผลลัพธ์ที่มีความสัมพันธ์สูงในชุดพื้นฐานที่พอประมาณพร้อมกับการแก้ไขชุดพื้นฐานและการแก้ไขอื่นๆ เพื่อประมาณค่าพลังงานที่แม่นยำด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าการคำนวณระดับสูงโดยตรงมาก