Yarı Deneysel ve Bileşik Yöntemler
Ucuz ampirik modeller ile en titiz dalga fonksiyonu kuramları arasında, azaltılmış maliyetle doğruluk elde etmek için seçilmiş yaklaşımları veya akıllı kombinasyonları kullanan yarı deneysel ve bileşik yöntemler yer almaktadır.
Tanım
Ampirik parametreler sunan, birkaç hesaplamayı birleştiren veya güçlü korelasyon ve relativiteyi ele almak için formalizmi genişleten, doğruluğu hesaplama maliyetine karşı dengeleyen kuantum kimyasal stratejilerin bir gruplandırmasıdır.
Kapsam
Pahalı integralleri parametreleştiren veya ihmal eden yarı deneysel moleküler-orbital yöntemleri, tek bir determinantın yetersiz kaldığı sistemler için çok referanslı ve çok konfigürasyonlu yaklaşımları, yüksek termokimyasal doğruluğa uygun maliyetle ulaşmak için hesaplamaları birleştiren bileşik 'model kimyası' protokollerini ve ağır elementler için relativistik yöntemleri kapsamaktadır. Bu yöntemler, standart tek referanslı elektronik yapı ve yoğunluk fonksiyonel yöntemlerini tamamlamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Yarı deneysel yöntemler, integralleri yaklaşık olarak hesaplayarak veya parametreleştirerek hızı nasıl elde eder?
- Tek bir referans determinantı ne zaman yetersiz kalır ve çok referanslı yöntemleri gerektirir?
- Bileşik protokoller, orta maliyetle yüksek doğruluğa nasıl ulaşır?
- Ağır elementler için relativistik etkiler ne zaman dahil edilmelidir?
Temel kuramlar
- İntegral Yaklaşımı ve Parametreleştirme
- Yarı deneysel yöntemler, en pahalı elektron-itme integrallerini ihmal eder veya yaklaşık olarak hesaplar ve bunları verilere uydurulmuş parametrelerle değiştirerek hızda büyüklük mertebeleri kazanır.
- Bileşik Model Kimyaları
- Toplamsal şemalar, farklı yöntemlerden ve baz setlerinden elde edilen sonuçları birleştirerek, doğrudan hesaplanması çok maliyetli olacak yüksek seviyeli bir sonucu tahmin eder ve termokimyada kimyasal doğruluğu hedefler.
Klinik önem
Bu yöntemler, hesaplamalı kimyayı, standart yaklaşımların uygun maliyetle ele alamadığı alanlara genişletmektedir: yarı deneysel yöntemlerle çok büyük moleküller ve tarama, çok referanslı yöntemlerle güçlü korelasyonlu ve uyarılmış sistemler, bileşik şemalarla referans termokimya ve relativistik yöntemlerle ağır element kimyası.
Tarihçe
Yarı deneysel yöntemler, Hückel ve Pariser-Parr-Pople kuramından Dewar'ın MNDO, AM1 ve PM3 modelleri aracılığıyla gelişmiştir; CASSCF gibi çok konfigürasyonlu yöntemler Roos ve diğerleri tarafından geliştirilmiştir; Gaussian-n ve Weizmann yöntemleri gibi bileşik şemalar, referans doğruluğu sağlamak üzere 1990'larda ortaya çıkmıştır.
Öne çıkan isimler
- Michael Dewar
- Walter Thiel
- Björn Roos
- Larry Curtiss
İlgili konular
Temel eserler
- thiel2014
- cramer2004
Sıkça sorulan sorular
- Hızlı bilgisayarlar göz önüne alındığında yarı deneysel yöntemler hala geçerli midir?
- Evet; çok büyük sistemler, yüksek verimli tarama ve tam ab initio işlemin pratik olmadığı çok ölçekli ve makine öğrenimi iş akışlarında hızlı bileşenler olarak değerli olmaya devam etmektedirler.
- Bileşik bir yöntem aslında neyi hesaplar?
- Birkaç küçük hesaplamayı birleştirir; tipik olarak, mütevazı bir bazda yüksek korelasyonlu bir sonucu, baz seti ve diğer düzeltmelerle birleştirerek, doğrudan yüksek seviyeli hesaplamadan çok daha düşük maliyetle doğru bir enerjiyi yaklaşık olarak belirler.