전산 화학이란 무엇입니까?

계산 화학은 수학과 컴퓨터를 사용하여 화학 문제를 해결합니다. 컴퓨터 소프트웨어를 활용함으로써 화학자는 실험 결과를 시뮬레이션하고 물질의 특성을 찾을 수 있습니다. 계산 화학 분야는 분자, 원자 및 나노 입자의 작은 성질로 인해 찾기가 어렵거나 비용이 많이 드는 것을 탐색하는 데 도움이됩니다. 대부분의 분야는 수학을 사용하여 원자와 분자를 모델링하는 슈뢰딩거 방정식을 기반으로합니다. Ab initio, semi-empirical 및 분자 역학은 종종 분자 구조를 분석하는 데 사용되는 계산 화학 방법입니다.

전산 화학 과정은 전자 구조 이론과 같은 이론을 살펴 보는 것으로 시작합니다. 이것은 분자 내에서 전자의 운동을 결정하는 데 도움이됩니다. 이 시점에서, 수학 방정식을 사용하여, 계산에 기초하여 기본 세트를 결정할 수있다. 이 정보는 컴퓨터 소프트웨어에 입력되어 분자의 다른 물리적 특성의 모델을 만드는 데 사용될 수있는 파동 함수와 같은 것을 설명 할 수 있습니다. 화학자는 분자의 궤도 모델을보고 실험 구조 예측을 시작하고 분자의 에너지를 볼 수 있습니다.

ab initio를 사용하면 화학자는 물질의 물리적 특성을보고 슈뢰딩거 방정식을 사용하여 분자의 물리적 특성을 찾을 수 있습니다. 여기에는 분자 기하학, 쌍극자 모멘트 및 반응 에너지와 같은 것들이 포함됩니다. 진동 주파수, 반응 속도 및 자유 에너지도 ab initio를 사용하여 찾을 수 있습니다. 이러한 물리적 특성은 해결하기가 매우 어렵 기 때문에 계산 화학자가 물리적 특성을 찾을 수 있고 여전히 정확할 정도로 단순화해야합니다.

분자 역학은 생화학 실험 및 응용에 사용되는 계산 화학 방법입니다. 이 방법은 효소와 같은 더 큰 구조에 사용될 수 있으며 전통적인 물리학에 의존하지만 물질의 전자적 특성을 계산할 수는 없습니다. 컴퓨터 화학 분야는 기술이 발전하고 새로운 이론이 개발됨에 따라 끊임없이 변화하고 있습니다.

이러한 기술을 통해 화학자들은 크기가 매우 작아서보기가 거의 불가능한 구조를 검사 할 수 있습니다. 원자보다 작은 나노 입자는 전자, 폭발물 및 의약과 같은 응용 분야에서 사용하기 위해 모델링 될 수 있습니다. 많은 계산 화학은 알려진 특성의 모델링을 기반으로하기 때문에 이러한 실험에서 오류가 발생할 여지가 있습니다. 이것이 계산 화학에서 일하기 위해 화학과 연구에 대한 고급 교육과 지식이 필요한 이유입니다.