معرفی و دانلود کتاب مروری بر روش‌های محاسبات شیمیایی

معرفی کتاب مروری بر روش‌های محاسبات شیمیایی

کتاب مروری بر روش‌های محاسبات شیمیایی نوشته‌ی پدرام محمدزاده، انواع روش‌هایی را که در محاسبات شیمی به کار برده می‌شوند، به طور کامل شرح می‌دهد.

شیمی محاسباتی شاخه‌ای از شیمی نظری است که می‌تواند ساختار، انرژی‌ و دیگر خصوصیات شناخته شده یا نشده مولکول‌ها را پیش‌گویی کند. برای انجام محاسبات باید از کامپیوترهای رقمی استفاده نمود که سیستم‌های شیمیایی را شبیه‌سازی می‌نمایند.

از طرف دیگر تمام روش‌های محاسباتی برای مطالعۀ یک مولکول مناسب نیستند. پس در ابتدا باید یک روش نظری مناسب را برای مطالعۀ یک مولکول انتخاب نمود. در شیمی محاسباتی، سیستم‌هایی که به طور دقیق قابل حل می‌باشند، عبارتند از سیستم‌های تک ذره‌ای یا دو ذره‌ای که سیستم دو ذره‌ای با استفاده از دستگاه مختصات مرکز جرم می‌تواند به دو مسئله تک ذره‌ای تبدیل شود. در مورد سیستم‌های چند ذره‌ای محاسبات ریاضی بسیار پیچیده و طولانی مورد نیاز است.

قبل از اختراع کامپیوتر، تعداد سیستم‌هایی که با دقت بالا قابل حل بودند، انگشت شمار بود. هم‌اکنون کامپیوتر در بسیاری از شاخه‌های علوم به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه شاخه‌ای جدید از شیمی به نام شیمی محاسباتی که در آن کامپیوتر به عنوان یک وسیلۀ تجربی مانند طیف نگار NMR IR که مربوط به مسائل شیمیایی است، ایجاد می‌شود. به طور کلی روش‌های محاسباتی که برای مطالعه مکانیسم واکنش‌ها، پایداری ترمودینامیکی، ساختار و خواص مولکولی، از قبیل انرژی، طول پیوند و زاویه پیوندی به کار ‌رود، شامل دو روش اصلی مکانیک مولکولی (کلاسیک) 2 و مکانیک کوانتومی 3 هستند.

در بخشی از کتاب مروری بر روش‌های محاسبات شیمیایی می‌خوانیم:

روشINDO، نوع اصلاح شده‌ای از CNDO می‌باشد که در سال 1967 توسط پاپل، بیویریج26 و دوباش27 ارائه شد. در این روش، از سهم هم پوشانی دیفرانسیلی موجود بین اوربیتال‌های اتمی واقع بر یک اتم روی مقادیر انتگرال‌های دافعه‌ای الکترونی تک مرکزی صرف نظر نمی‌شود، اما مانند گذشته در انتگرال‌های دافعه الکترونی دو مرکزی از این هم‌پوشانی صرف‌نظر می‌شود.

لذا در مقایسه با روش CNDO، در روش INDO از انتگرال‌های دو الکترونی کم تری صرف‌نظر می‌شود و در سایر موارد با یکدیگر یکسان هستند. روش INDO، نتایج حاصل از روش CNDO را بهبود می‌بخشد، مخصوصا در مواردی که توزیع اسپین الکترون حایز اهمیت است، مثل محاسبه طیف‌های مربوط به تشدید اسپین الکترون در هر دو روش، طول‌ها و زوایای پیوندی نسبتا خوب، گشتاورهای دو قطبی توام با خطا و انرژی‌های تفکیک نارسا به دست می‌آیند. نسخه‌ای از INDO که به منظور پیش‌بینی طیف‌های الکترونی، پارامتری شده است INDO/S نام دارد. این روش نوعی برهم کنش پیکربندی را در بردارد.

فهرست مطالب کتاب

مقدمه
فصل اول: محاسبات شیمیایی
روش‌های محاسباتی براساس مکانیک کلاسیک
روش‌های محاسباتی براساس مکانیک کوانتومی
روش‌های نیمه تجربی
روش اوربیتال مولکولی الکترون آزاد (FEMO)
روش پاپل - پار - پاریزر (PPP)
روش گسترش یافته هوکل (EHMO)
روش چشم‌پوشی کامل از هم پوشانی دیفرانسیلی دواتمی (CNDO)
چشم‌پوشی متوسط از هم پوشانی دیفرانسیلی (INDO)
روش INDO عمود شده متقارن (SINDO)
برهم‌کنش پیکربندی اغتشاشی با استفاده از اوربیتال‌های متمرکز (PCILO)
چشم‌پوشی از هم‌پوشانی دیفرانسیلی دو اتمی (NDDO)
روش ابقای جزئی هم‌پوشانی دیفرانسیلی دو اتمی (PRDDO)
روش اصلاح شده چشم پوشی متوسط ازهم پوشانی دیفرانسیلی (MINDO)
روش اصلاح شده چشم‌پوشی از هم‌پوشانی دیفرانسیل دو اتمی (MNDO)
روش مدل استین 1 (AM1)
روش‌های مکانیک کوانتومی آغازین
فصل دوم: تقریب بورن اپنهایمر
روش میدان خودسازگار و تقریب هارتری - فاک
روش‌های مبتنی بر اوربیتال مولکولی
روش هارتری - فاک
محدودیت‌های روش هارتری - فاک
روش‌های ارتباط الکترونی (EC)
تئوری میدان خودسازگار چند آرایش (MSCFT)
برهم‌کنش آرایشی (CI)
تئوری اختلال
روش پارامتریزه شده
تئوری خوشه جفت شده
فصل سوم: روش‌های مبتنی بر توابع دانسیته
تقریب دانسیته موضعی
تصحیح شیب دانسیته
روش پیوستگی آدیاباتیک (ACM)
سری‌های پایه
اوربیتال‌های اسلیتری و گوسی
طبقه‌بندی سری‌های پایه
سری‌های پایه کمینه
سری‌های پایه پاپل
توابع پلاریزه‌کننده و پخش‌کننده
سری‌های پایه پتانسیل‌های مغزی مؤثر
سری پایه دانینگ
اوربیتال‌های پیوندی طبیعی
ساختار برنامه NBO
مقایسه روش‌های مکانیک کوانتومی
منابع و مآخذ
منابع