งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

Chapter 4 Methods in Molecular Modelling 01403345 Piti Treesukol.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "Chapter 4 Methods in Molecular Modelling 01403345 Piti Treesukol."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 Chapter 4 Methods in Molecular Modelling Piti Treesukol

2 2 Optimization Procedure Specify Initial Structure (R) Guess Wave Function Adjust  (R,r) Determine E(R,r) Minimum E(R,r)? Minimum E(R)? Calculate  E /  R Specify New StructureCalculate  E /  SCF

3 3 ข้อจำกัดของวิธี HF ไม่คำนึงถึงสหสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนแต่ละคู่ (electron correlation) เนื่องจากการใช้ Self- consistent Field การใช้ Single Slater-determinant สำหรับ ออร์บิทัลของโมเลกุล เนื่องจากขึ้นอยู่กับ electronic configuration แบบเดียว การใช้ชุดของฟังก์ชันพื้นฐานที่มีขนาดจำกัด พลังงานที่คำนวณได้จากวิธี HF เทียบเท่ากับ 90% ของพลังงานจริง (exact energy) ของระบบ ความแตกต่างประมาณ 10% นี้มีผลต่ออย่างยิ่งต่อ การทำนายผล Single substitution Ground state H 1s H F c 1 1s +c 2 2s +c 3 2p x H F

4 4 Correlation Methods เนื่องจากเทอมสหสัมพันธ์ที่ไม่คำนึงถึงใน ระเบียบวิธี Hartree-Fock มีความสำคัญอย่างยิ่ง ในการศึกษาระบบต่าง ๆ จึงได้มีการพัฒนา ระเบียบวิธีอื่น ๆ ซึ่งมีการประมาณค่าสหสัมพันธ์ นี้ด้วยวิธีต่าง ๆ ซึ่งทำให้กระบวนการคำนวณมี ความซับซ้อนและสิ้นเปลืองมากขึ้น –Perturbation Method (MP2, MP3 etc.) –Configuration Interaction (CI) –Multi-reference CI (MRCI) –Couple Cluster (CC)

5 Methods Quantum Chemistry –Ab-initio Calculations –Semi-empirical Calculations –Density Functional Thoery –Plane wave calculations Classical Chemistry –Molecular Dynamics –Molecular Mechanics Other Approaches

6 Ab-initio Calculations Hartree-Fock methods –Hartree-Fock (HF/ROHF/UHF) ‰Post-Hartree-Fock methods –Møller-Plesset perturbation theory (MPn) –Configuration interaction (CI) –Coupled cluster (CC) –Quadratic configuration interaction (QCI) –Quantum chemistry composite methods (G1, G2, CBS) Multi-reference methods –Multi-configurational self-consistent field (MCSCF) –Multi-reference configuration interaction (MRCI) –Complete Active Space Perturbation Theory (CASPTn)

7 7 Density Functional Theory (DFT) การอธิบายระบบโดยใช้ฟังก์ชันคลื่นมีปัญหา สำคัญคือ ฟังก์ชันคลื่นเป็นฟังก์ชันซึ่งขึ้นกับ ตำแหน่งของอิเล็กตรอนทุกตัวในระบบ   (x 1,y 1,z 1,x 2,y 2, z 2,…, x n,y n,z n ) การแก้ สมการทำได้ลำบากเนื่องจากมีตัวแปรจำนวน มาก Hohenberg-Kohn ได้เสนอว่าเราสามารถหา พลังงานและสมบัติต่าง ๆ ของระบบที่สถานะพื้น จากความหนาแน่นอิเล็กตรอน (  ) ของระบบได้ ซึ่งเป็นฟังก์ชันของตำแหน่งเท่านั้น : – ทุกเทอมสามารถเขียนในรูปฟังก์ชันของ  ได้ยกเว้น nucleus-nucleus repulsion Exchange Correlation

8 8 Density Functionals เทอม และ สามารถประมาณได้จาก ฟังก์ชันนัลแบบต่าง ๆ –Local exchange functional (uniform electron gas) –Beck88 exchange functional –Gradient-corrected correlation functional Hybrid Method –B3LYP

9 9 Ab Initio and Semi- Empirical Methods โดยทั่วไปการคำนวณ HF หรือวิธี Correlation method มีปริมาณการคำนวณมากเกินไปที่จะ นำไปประยุกต์กับระบบที่มีขนาดใหญ่ การคำนวณส่วนใหญ่คือการหาค่าอินทิกรัล ถ้า สามารถประมาณค่าอินทิกรัลบางส่วนด้วยข้อมูล จากการทดลองได้จะทำให้ปริมาณอินทิกรัลที่ต้อง คำนวณมีปริมาณลดลง แต่ความแม่นยำของผลที่ ได้จะลดลง –Ab initio calculation คือการคำนวณที่อาศัยหลัก พื้นฐานทางฟิสิกส์ และไม่ใช้ผลจากการทดลองมาร่วม ในการคำนวณ –Semi-empirical calculation คือการคำนวณทาง เคมีคอมพิวเตอร์ที่อาศัยข้อมูลบางส่วนจากการทดลอง เพื่อลดปริมาณการคำนวณ ตัวอย่างเช่น CNDO MNDO AM1 PM3 –Combinational Methods คือการนำเอาผลที่ได้ จากการคำนวณแบบ ab initio ขั้นสูงต่าง ๆ มารวมกัน เพื่อให้ผลลัพธ์ใกล้เคียงกับผลที่ได้จากการทดลองมาก ที่สุด ตัวอย่างเช่น G2 G3

10 10 Applications of Computational Chemistry

11 11 Computational Chemistry เนื่องจากการแก้ Schrödinger จำเป็นต้องใช้ เทคนิคเชิงตัวเลขในการหาผลเฉลย คอมพิวเตอร์จึงมีส่วนในการแก้สมการ เช่น การ คำนวณอินทิกรัล คำนวณพลังงาน หาเกร เดียนท์ มีซอฟต์แวร์ทางเคมีคอมพิวเตอร์สำหรับการ คำนวณทางเคมีควอนตัมมากมาย เช่น –HyperChem คำนวณวิธี semi-empirical ab initio –Gaussian03 คำนวณวิธีทางเคมีควอนตัมต่างๆ –VASP –NWChem


ดาวน์โหลด ppt Chapter 4 Methods in Molecular Modelling 01403345 Piti Treesukol.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google