Полуэмпирический метод квантовой химии

Полуэмпирическая квантовая химия методы основаны на формализме Хартри – Фока, но делают много приближений и получают некоторые параметры из эмпирических данных. Они очень важны в вычислительной химии для обработки больших молекул, где полный метод Хартри – Фока без приближений слишком дорог. Использование эмпирических параметров, по-видимому, позволяет включить в методы некоторые эффекты электронной корреляции.

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

• 1 Тип используемых упрощений
• 2 Предпочтительные области применения
  • 2.1 Методы, ограниченные π-электронами
  • 2.2 Методы, ограниченные всеми валентными электронами.
• 3 См. Также
• 4 Ссылки

Полуэмпирические методы следуют за тем, что часто называют эмпирическими методами, в которых двухэлектронная часть гамильтониана явно не включена. Для π-электронных систем это был метод Хюккеля, предложенный Эрихом Хюккелем. Для всех систем валентных электронов расширенный метод Хюккеля был предложен Роальдом Хоффманном.

Полуэмпирические вычисления намного быстрее, чем их аналоги из первых принципов, в основном из-за 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.

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 вычисления электронно-возбужденных состояний полиенов, как циклических, так и линейных. Эти методы, такие как метод Паризера – Парра – Попла (PPP), могут обеспечить хорошие оценки возбужденных состояний π-электронов при хорошей параметризации. 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 введены Джон Попл. Реализации были нацелены не на эксперимент, а на результаты минимального базового набора ab initio. Эти методы сейчас используются редко, но методология часто является основой более поздних методов.

• Методы, которые находятся в MOPAC, AMPAC и / или SPARTAN компьютерные программы из группы Майкл Дьюар. Это MINDO, MNDO,AM1,PM3,RM1 [18], PM6 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 Sparkle / AM1, доступный для комплексов лантаноидов.

• Методы, основной целью которых является расчет возбужденных состояний и, следовательно, предсказание электронных спектров. К ним относятся ZINDO и SINDO.

, последняя из которых является самой большой группой методов.

• Список программного обеспечения для квантовой химии и физики твердого тела