كيمياء حسابية

كيمياء حسابية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(تم التحويل من كيمياء حاسوبية)

الكيمياء الحاسوبية Computational chemistry هي أحد فروع الكيمياء النظرية التي تهدف إلى ابتكار تقريبات approximation رياضية فعالة لحل مسائل الكيمياء النظرية بأسرع وقت و أقل كلفة و وضع خوارزميات و برامج حاسوبية تقوم بحساب خصائص الجزيئات مثل الطاقة الكلية ، العزم الثنائي القطب و العزم الرباعي القطب quadrupole moment ، الترددات الاهتزازية ، قابلية التفاعل reactivity و غيرها من الخصائص الكميات المطيافية spectroscopy و المقاطع العرضية لتصادم الجزيئات مع جزيئات ذات مساقط ذرية و تحت ذرية مختلفة .

يشكل الكيمياء الحاسوبية تداخلا بين علوم الحاسب و الكيمياء لإعطاء حلول سريعة و عاجلة لبعض القضايا التي تواجه الكيمياء و تساعدها على توفير الوقت و المال .


مقدمة

مصطلح كيمياء نظرية يمكن ان يزودنا بوصف رياضي للكيمياء ، في حين نستخدم مصطلح كيمياء حاسوبية عندما تكون الطريقة الرياضية قم تم تطويرها بشكل كاف ليتم تطبيقها باستخدام حاسوب . طبعا نحن لا نتحدث هنا عن حل دقيق أو كامل لأن قلة قليلة من مسائل الكيمياء يمكن ان تحل بدقة ، تقريبا معظم مسائل الكيمياء يمكن ان توصف بمخطط تحسيبي كمي تقريبي أو كيفي .


من حيث المبدا ، لا يوجد ما يمنع استخدام طريقة دقيقة تماما و تطبيقها على الجزيئات الكيميائية لكن مثل هذه الطرق كلفتها التحسيبية عالية من حيث الموارد المطلوبة و الزمن فهي تزداد عامليا مع عدد الالكترونات (أسرع حتى من الدالة الأسية . ) لذلك فقد تم تطوير عدد كبير من الطرق التقريبية التي توازن بين الدقة و الكلفة التحسيبية .الكيمياء الحاسوبية الحالية يمكنها أن تحسب بدقة جيدة و بشكل مكرر خواص الجزيئات التي لا تحوي أكثر من 10-40 الكترون .أما معالجة الجزيئات التي تحوي عدة دزينات من الالكترونات تدرس عادة بطرق تقريبية مثل النظرية الدالية للكثافة density functional theory أو (DFT) ، لكن ما زال هناك خلاف بين المختصين حول فعالية الطرق الأخيرة الذكر حول وصف التفاعلات الكيميائية المعقدة ، مثل تلك التفاعلات في الكيمياء الحيوية

في الكيمياء النظرية ، يقوم الفيزيائيون و الكيميائيون معا بتطوير خوارزميات و برمجيات حاسوبية للتنبؤ بالخواص الذرية و الجزيئية و مسارات التفاعلات للتفاعلات الكيميائية بالعكس ، يمكن ان يستخدم الكيميائيون الحاسوبيون البرمجيات الحاسوبية و المنهجيات على المسائل الكيميائية الخاصة .

[عدل]
حزم برمجيات الكيمياء الحاسوبيةالحزمة ميكانيك جزيئي نصف-تجريبي هاتري-فوك طرق بعد هاتري-فوك نظرية دالية للكثافة دورية
ACES N N Y Y N N
ADF N N N N Y Y
AMPAC N Y N N N N
CADPAC N N Y Y Y N
CASTEP N N N N Y Y
COLUMBUS N N Y Y N N
CRYSTAL N N Y N Y Y
DALTON N N Y Y Y N
GAUSSIAN Y Y Y Y Y Y
GAMESS (UK) N Y Y Y Y N
GAMESS (US) N Y Y Y Y N
JAGUAR Y N Y Y Y N
MOLCAS Y Y Y Y Y N
MOLPRO N N Y Y Y N
MOPAC N Y N N N Y
MPQC N N Y Y Y N
NWChem Y N Y Y Y Y
PLATO Y N N N Y Y
PQS Y Y Y Y Y N
PSI N N Y Y N N
TURBOMOLE N N Y Y Y N
Q-Chem N N Y Y Y N
VASP N Y N N N N