短的注意对量子化学及其机制

文摘

量子化学,也被称为分子量子力学,化学是一门学科,研究量子力学方法可能适用于化学过程。量子化学需要以了解电气性能和分子力学用薛定谔方程。

关键字

光谱法;量子化学;化学动力学

介绍

化学家显著依赖光谱获得的信息量化在分子水平上的能量。红外光谱,核磁共振(NMR)谱、扫描探针显微镜都是常用方法。量子化学研究单个原子和分子的基态以及他们的兴奋,在化学反应过渡状态。

采用半经验量子化学研究和其他方法基于量子力学原理的计算,他们处理时间的困难。细胞核认为是静止的量子化学研究(Born-Oppenheimer近似)。迭代方法,比如selfconsistent地面观测,计算中经常使用。量子化学的主要目标是提高结果的精度微小分子系统和扩大大分子的大小,可以处理,由扩展有限的注意事项(计算时间随原子数量的增加)。

即使是最强大的超级计算机量化的东西不像电子的能量在一个分子由于量子力学波函数在薛定谔方程包含了所有你需要知道的关于manybody系统。50年来的研究表明,这种计算应该使用不同的方法来实现涉及矩阵a浓度定量表示,不需要整个电子波函数。在一篇发表在《物理评论快报》,芝加哥大学的David马齐奥蒂描述他如何改进他的密度矩阵计算的大量分子的基态能量和其他属性,提供优越的结果与计算效率显著提高。

理论家发现基态分子能量可以确定使用密度矩阵方法,电子两个一次,然后添加它们全部加起来。好处是,一个完整的N电子计算尺度指数N,但这些属性计算双电子密度矩阵尺度等N线性扩展需要显著减少所需的计算资源。然而,保证这些“减密度矩阵”准确地描述一个完整的N电子系统被证明是困难的。

马齐奥蒂已经开发了一种新的降低密度矩阵根据他最近的工作以及基督教Kollmar Rijksuniversiteit格罗宁根,不仅导致大量计算加速也更高精度的结果。该方法提高了基态能量,债券的长度,和bondbreaking估计各种化合物,包括高频、CO、CH4和计算化学中可能是有用的。

化学动力学

绝热化学动力学:原子间的交流被单一数值势称为势能表面绝热动力学。1927年出生和奥本海默介绍Born-Oppenheimer近似。大米和Ramsperger卡塞尔在1928年和1927年是第一个应用在化学,马库斯广义成RRKM理论早在1952年,考虑到过渡态理论艾林于1935年出版。简单的估计单分子反应速率可以通过这些方法基于几个潜在的表面特性。

非绝热的化学动力学:许多连接的势能表面之间的相互作用是考虑非绝热动力学(对应于不同电子分子的量子态)。电子振动的耦合是耦合的短语。在1930年代,Stueckelberg、朗道和因素,开创了这个话题与他们的工作在现在称为Landau-Zener过渡。他们的概率公式可以用来计算两个传热势之间的过渡曲线附近的一个避免交叉。Spin-forbidden反应非绝热的反应中,至少有一个自旋状态转变出现在反应过程从反应物到产品。