Yarı Deneysel Kuantum Kimyası Yöntemleri
Yarı deneysel yöntemler, en maliyetli integralleri ihmal ederek veya yaklaşık değerlerini kullanarak ve bunları verilere uydurulmuş parametrelerle değiştirerek moleküler-orbital hesaplamalarını hızlandırmaktadır.
Tanım
Hartree-Fock çerçevesini koruyan ancak ampirik veriler kullanarak seçilen integralleri parametrelendirerek veya atlayarak maliyeti önemli ölçüde azaltan yaklaşık moleküler-orbital yöntemleridir.
Kapsam
Yarı deneysel yöntemleri tanımlayan integral-yaklaşım şemalarını, MNDO, AM1 ve PM3'ü içeren diyatomik-diferansiyel-örtüşme ihmali (NDDO) ailesini, daha yeni yeniden parametrelendirmeleri ve sıkı-bağlanma yoğunluk fonksiyonel yaklaşımlarını, ayrıca doğruluk, aktarılabilirlik ve hız arasındaki dengeyi kapsamaktadır.
Temel sorular
- Hangi integraller ihmal edilmekte veya parametrelendirilmekte ve bu neden bu kadar maliyet tasarrufu sağlamaktadır?
- Yarı deneysel parametreler nasıl belirlenmekte ve hangi referans verilere uydurulmaktadır?
- Başlıca NDDO yöntemleri kapsam ve doğruluk açısından nasıl farklılık göstermektedir?
- Yarı deneysel yöntemler nerede başarılı olmakta ve nerede başarısız olmaktadır?
Temel kuramlar
- Diferansiyel Örtüşmenin İhmali
- Küçük örtüşmeye bağlı integralleri sistematik olarak atmakta, iki-elektron integrallerinin sayısını dördüncü dereceden yönetilebilir bir sayıya düşürmekte ve çok hızlı hesaplamaları mümkün kılmaktadır.
- İntegrallerin Ampirik Parametrelendirilmesi
- Korunan integraller, deneysel özelliklere veya daha yüksek seviyeli hesaplamalara uydurulmuş parametrik ifadelerle değiştirilmekte, korelasyon ve diğer etkileri dolaylı olarak kodlamaktadır.
Klinik önem
Yarı deneysel yöntemler, çok büyük moleküllerin kuantum-kimyasal olarak incelenmesini, konformasyonel aramaları ve yüksek verimli taramayı mümkün kılmakta; ayrıca çok ölçekli ve makine öğrenimi süreçlerinde hızlı motorlar olarak hizmet vermektedir.
Tarihçe
Hückel ve Pariser-Parr-Pople kuramlarına dayanan NDDO hattı, Dewar'ın MNDO ve AM1'i, Stewart'ın PM3 ve daha sonraki PMx parametrelendirmeleri ile modern sıkı-bağlanma yoğunluk fonksiyonel yöntemleri aracılığıyla ilerlemiş ve kapsam ile doğruluğu genişletmiştir.
Öne çıkan isimler
- Michael Dewar
- James Stewart
- Walter Thiel
- Rudolph Pariser
İlgili konular
Temel eserler
- dewar1985
- thiel2014
Sıkça sorulan sorular
- Yarı deneysel sonuçlar güvenilir midir?
- Eğitim verilerine benzeyen sistemler, özellikle organik moleküller için makul derecede doğru sonuçlar vermektedir; ancak alışılmadık bağlar için başarısız olabilmekte ve hataları, sistematik ab initio hiyerarşilerinin hatalarından daha zor tahmin edilmektedir.
- Ab initio yöntemlerinden ne kadar daha hızlıdırlar?
- Çoğu iki-elektron integralini ihmal ederek, yarı deneysel yöntemler tipik olarak katlarca daha hızlı olmakta ve binlerce atomlu moleküllerin kuantum-mekaniksel olarak incelenmesine olanak tanımaktadır.