Komputa ĥemio

Komputa ĥemio estas branĉo de ĥemio kiu utiligas komputilojn por helpi solvi ĥemiajn problemojn. Ĝi uzas la rezultojn de teoria ĥemio, por verki komputilajn programojn por kalkuli la strukturojn kaj atributojn de molekuloj kaj solidoj. Dum ĝiaj rezultoj kutime komplementigas informon akiritan per ĥemiaj eksperimentoj, ĝi povas iukaze antaŭvidi antaŭe neobservitajn ĥemiajn fenomenojn. Ĝi estas vaste uzata por konstrukcii novajn drogojn kaj materialojn.

Ekzemploj de tiaj atributoj estas strukturo (t.e. la atendataj pozicioj de la konsistigaj atomoj), absolutaj kaj relativaj interagaj energioj, distribuo de elektrona ŝargodenso, dupolusaj kaj pli altaj momantoj, vibraj frekvencoj, reakciemo, aŭ aliaj spektroskopiaj kvantoj, kaj kversekcoj por kolizio kun aliaj partikloj.

La metodoj kovras kaj statajn kaj dinamikajn situaciojn. En ĉiuj kazoj la komputila tempo pliiĝas rapide kun la grando de la studata sistemo. Tiu sistemo povas esti unu molekulo, grupo de molekuloj aŭ solido. La metodoj estas bazitaj sur teorioj kiuj ampleksas inter alte precizaj, sed taŭgaj nur por malgrandaj sistemo, al tre proksimumaj, sed taŭgaj por tre grandaj sistemoj. La precizaj metodoj nomiĝas dekomencaj metodoj, ĉar ili baziĝas tute sur unuaj principoj. La malpli precizaj metodoj nomiĝas empiriaj aŭ duonempiriaj, ĉar matematika trunkado aŭ iuj eksperimentaj rezultoj, ofte el akcepteblaj modeloj de atomoj aŭ rilataj molekuloj, estas uzataj kun la subtenanta teorio.

Ambaŭ aliroj necesigas proksimumojn, aŭ kiel ĝeneraligitaj formoj de ekvacioj laŭ unuaj principoj optimumigitaj por komputi, el sistemoj kun limkondiĉoj kiuj limigas la amplekson de komputado ene de antaŭe difinita fenestro, aŭ finfine el la necesa proksimumo de ekvacioj de kvantuma mekaniko, kiuj ne estas precize solvitaj krom por unuelektronaj sistemoj (ekzemple, la higrogena atomo). Praktike, dekomencaj metodoj finfine konverĝas al la ekzakta solvo se ĉiuj proksimumoj estas sufiĉe malgrandaj.