Полуэмпирический метод квантовой химии - Semi-empirical quantum chemistry method

Электронная структура методы
Теория валентной связи
Теория Колсона-Фишера Обобщенная валентная связь Современная валентная связь
Молекулярная орбитальная теория
Метод Хартри – Фока Полуэмпирические методы квантовой химии Теория возмущений Меллера – Плессе. Конфигурационное взаимодействие Связанный кластер Многоконфигурационное самосогласованное поле Композитные методы квантовой химии Квантовый Монте-Карло
Функциональная теория плотности
Теория функционала плотности, зависящая от времени Модель Томаса – Ферми Теория безорбитального функционала плотности
Электронная зонная структура
Модель почти свободных электронов Плотный переплет Приближение маффин-олова k · p теория возмущений Приближение пустой решетки
Книга

Полуэмпирический квантовая химия методы основаны на Хартри – Фок формализм, но сделать много приближений и получить некоторые параметры из эмпирических данных. Они очень важны в вычислительная химия для обработки больших молекул, где полный метод Хартри – Фока без приближений слишком дорог. Использование эмпирических параметров, по-видимому, позволяет включить некоторые электронная корреляция эффекты в методы.

В рамках вычислений Хартри – Фока некоторые части информации (например, двухэлектронные интегралы) иногда аппроксимируются или полностью опускаются. Чтобы исправить эту потерю, полуэмпирические методы параметризованы, то есть их результаты подбираются набором параметров, обычно таким образом, чтобы получить результаты, которые лучше всего согласуются с экспериментальными данными, но иногда и согласуются с ab initio полученные результаты.

Тип используемых упрощений

Полуэмпирические методы следуют за тем, что часто называют эмпирическими методами, где двухэлектронная часть Гамильтониан не включен явно. Для π-электронных систем это было Метод Хюккеля предложено Эрих Хюкель.^{[1][2][3][4][5][6]} Для всех систем валентных электронов расширенный метод Хюккеля был предложен Роальд Хоффманн.^[7]

Полуэмпирические расчеты намного быстрее, чем их ab initio аналоги, в основном за счет использования нулевое дифференциальное перекрытие приближение. Их результаты, однако, могут быть очень ошибочными, если вычисляемая молекула недостаточно похожа на молекулы в базе данных, используемой для параметризации метода.

Предпочтительные домены приложений

Эмпирическое исследование - это способ получения знаний посредством прямого или косвенного наблюдения или опыта. Как и в случае с эмпирическими методами, мы можем выделить следующие методы:

Методы, ограниченные π-электронами

Эти методы существуют для расчета электронно-возбужденных состояний полиенов, как циклических, так и линейных. Эти методы, такие как Метод Паризера – Парра – Попла (PPP), может дать хорошие оценки возбужденных состояний π-электронов при хорошей параметризации.^[8][9][10] Действительно, в течение многих лет метод PPP превосходил ab initio расчеты возбужденного состояния.

Методы ограничены всеми валентными электронами.

Эти методы можно сгруппировать в несколько групп:

• Такие методы как CNDO / 2, INDO и NDDO которые были представлены Джон Попл.^[11][12][13] Реализации были нацелены не на эксперимент, а на результаты минимального базового набора ab initio. В настоящее время эти методы используются редко, но методология часто является основой более поздних методов.

• Методы, которые есть в MOPAC, AMPAC, и / или СПАРТАНСКИЙ компьютерные программы родом из группы Майкл Дьюар.^[14] Это MINDO, MNDO,^[15] AM1,^[16] PM3,^[17] RM1[18] , PM6^[19] и SAM1. Здесь цель состоит в том, чтобы использовать параметры для соответствия экспериментальным теплотам образования, дипольным моментам, потенциалам ионизации и геометрии.

• Методы, основной целью которых является прогнозирование геометрии координационных соединений, таких как Блеск / AM1, доступный для комплексов лантаноидов.

• Методы, основной целью которых является вычисление возбужденных состояний и, следовательно, предсказание электронных спектров. К ним относятся ZINDO и СИНДО.^[20][21]

последняя является самой многочисленной группой методов.

Смотрите также

• Список программного обеспечения для квантовой химии и физики твердого тела

Рекомендации