Back كيمياء محوسبة Arabic Química computacional AST Изчислителна химия Bulgarian পরিগণনামূলক রসায়ন Bengali/Bangla Química computacional Catalan Výpočetní chemie Czech Υπολογιστική χημεία Greek Computational chemistry English Komputika kemio Esperanto Química computacional Spanish
Laskennallinen kemia on fysikaalisen kemian osa-alue, jossa kemiallista systeemiä tutkitaan tietokonesimulaatiolla. Laskennallisella tutkimuksella on mahdollista tuottaa niin kvalitatiivista kuin kvantitatiivistakin tietoa systeemistä. Yleensä käytetyt menetelmän jaetaan ab initio -menetelmiin sekä klassiseen molekyylidynamiikkaan.
Ab initio -menetelmillä on mahdollista tuottaa niin kvalitatiivista kuin kvantitatiivistakin tietoa, kuten esimerkiksi molekyylirakenteita, sidos- ja vuorovaikutusenergioita, reaktiomekanismipolkuja, elektronitiheysjakaumia, värähtelytiloja ja muuta spektroskopista dataa. Koska kvanttimekaaniset menetelmät ovat laskennallisesti hyvin raskaita, joudutaan simulaatioissa rajoittumaan yleensä pieneen määrään molekyylejä. Suuria molekyylimääriä voidaan kuitenkin mallintaa molekyylidynamiikalla, joka perustuu Newtonin liikeyhtälöiden numeeriseen integroimiseen. Tällöin molekyylisysteemin käytöstä − esimerkiksi suuren proteiinin − voidaan tarkastella.
Laskennallisen kemian menetelmät pohjautuvat approksimaatioihin, joiden avulla monimutkaiset yhtälöt ja yhtälöryhmät tulevat mahdollisessa ajassa ratkaistuksi. Osa approksimaatioista on perustavanlaatuisia kuten esimerkiksi Born–Oppenheimer- tai Hartree–Fock-approksimaatiot, osa taas numeerisia kuten käytetty integrointialgoritmi tai kantafunktiojoukko. Poistamalla approksimaatioita on teoriassa mahdollista lähestyä systemaattisesti eksaktia ratkaisua, joskin käytännön kannalta tämä ei ole tarkoituksen mukaista.
- ↑ J. J. Rush: Cold Neutron Study of Hindered Rotations in Solid and Liquid Methylchloroform, Neopentane, and Ethane. Journal of Chemical Physics, 1967, nro 46.