title: Υπολογιστική Χημεία και Μοριακή Μοντελοποίηση
title: Υπολογιστική Χημεία και Μοριακή Μοντελοποίηση
Creators: name: Sigalas, Michael
name: Koukaras, Emmanouil
name: Charistos, Nikolaos
Publisher: name: Kallipos, Open Academic Editions
Year: 2024
Subjects: Κβαντική Χημεία
Υπολογιστική Χημεία
Μοριακή Μηχανική
Μοριακή Δυναμική
Μοριακή Μοντελοποίηση
Quantum Chemistry
Computational Chemistry
Molecular Mechanics
Molecular Dynamics
Molecular Modeling

description: Η θεματολογία του βιβλίου συνίσταται στην περιγραφή των αρχών, των μεθοδολογιών και των πρακτικών εφαρμογών της Υπολογιστικής Χημείας και συγκεκριμένα των παρακάτω. 1. Τα συστήματα συντεταγμένων ορισμού της μοριακής γεωμετρίας και την έννοια και τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας δυναμικής ενέργειας των μορίων. 2. Το υπολογιστικό μοντέλο της Μοριακής Μηχανικής και συγκεκριμένα (α) την έννοια της στερικής ή στερεοχημικής ενέργεια και των πεδίων δυνάμεων, (β) των επιμέρους όρων της, όπως η ενέργεια παραμόρφωσης και η ενέργεια μη-δεσμικών αλληλεπιδράσεων, (γ) τη παραμετροποίηση των σημαντικότερων πεδίων δυνάμεων και (δ) τη σχέσης της στερικής ενέργειας και των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων. 3. Το υπολογιστικό μοντέλο της Κβαντικής Χημείας και συγκεκριμένα (α) την επίλυσης της εξίσωσης Schrödinger στα μόρια, της προσέγγισης Born-Oppenheimer, των εξ αρχής (ab initio) κβαντοχημικών υπολογισμών με αναφορά στις προσέγγισεις Hartree-Fock και LCAO και τις εξισώσεις Roothaan-Hall, τα σύνολα βάσης, την ηλεκτρονιακή πυκνότητα, την πληθυσμιακή ανάλυση, (β) την ενέργεια συσχέτισης και των μεθόδων ηλεκτρονιακής συσχέτισης και (δ) τη μέθοδο του συναρτησιακού πυκνότητας (DFT). 4. Τις μεθόδους βελτιστοποίησης της γεωμετρίας του μορίου και συγκεκριμένα (α) τον εντοπισμό σταθερών διαμορφώσεων, (β) τον υπολογισμό των συχνοτήτων δόνησης και των μοριακών θερμοδυναμικών παραμέτρων, (γ) τη σάρωση της επιφάνειας δυναμικής ενέργειας, (δ) τον εντοπισμό μεταβατικών καταστάσεων και (ε) τη μελέτη της πορείας μιας αντίδρασης. 5. Το υπολογιστικό μοντέλο της Μοριακής Δυναμικής και συγκεκριμένα (α) την εφαρμογή της Νευτώνιας μηχανικής σε ένα σύνολο ατόμων, (β) τα χρησιποιούμενα πεδία δυνάμεων, (γ) τα εκτεταμένα συστήματα και τις περιοδικές συνοριακές συνθήκες, (δ) την αριθμητική επίλυση των εξισώσεων κίνησης, (δ) τον αλγόριθμο Verlet και τις παραλλαγές του και (ε) τις στατιστικές ολότητες. 6. Παραδείγματα πρακτικών εφαρμογών των παραπάνω υπολογιστικών μοντέλων και μεθοδολογιών.
description: Η θεματολογία του βιβλίου συνίσταται στην περιγραφή των αρχών, των μεθοδολογιών και των πρακτικών εφαρμογών της Υπολογιστικής Χημείας και συγκεκριμένα των παρακάτω. 1. Τα συστήματα συντεταγμένων ορισμού της μοριακής γεωμετρίας και την έννοια και τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας δυναμικής ενέργειας των μορίων. 2. Το υπολογιστικό μοντέλο της Μοριακής Μηχανικής και συγκεκριμένα (α) την έννοια της στερικής ή στερεοχημικής ενέργεια και των πεδίων δυνάμεων, (β) των επιμέρους όρων της, όπως η ενέργεια παραμόρφωσης και η ενέργεια μη-δεσμικών αλληλεπιδράσεων, (γ) τη παραμετροποίηση των σημαντικότερων πεδίων δυνάμεων και (δ) τη σχέσης της στερικής ενέργειας και των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων. 3. Το υπολογιστικό μοντέλο της Κβαντικής Χημείας και συγκεκριμένα (α) την επίλυσης της εξίσωσης Schrödinger στα μόρια, της προσέγγισης Born-Oppenheimer, των εξ αρχής (ab initio) κβαντοχημικών υπολογισμών με αναφορά στις προσέγγισεις Hartree-Fock και LCAO και τις εξισώσεις Roothaan-Hall, τα σύνολα βάσης, την ηλεκτρονιακή πυκνότητα, την πληθυσμιακή ανάλυση, (β) την ενέργεια συσχέτισης και των μεθόδων ηλεκτρονιακής συσχέτισης και (δ) τη μέθοδο του συναρτησιακού πυκνότητας (DFT). 4. Τις μεθόδους βελτιστοποίησης της γεωμετρίας του μορίου και συγκεκριμένα (α) τον εντοπισμό σταθερών διαμορφώσεων, (β) τον υπολογισμό των συχνοτήτων δόνησης και των μοριακών θερμοδυναμικών παραμέτρων, (γ) τη σάρωση της επιφάνειας δυναμικής ενέργειας, (δ) τον εντοπισμό μεταβατικών καταστάσεων και (ε) τη μελέτη της πορείας μιας αντίδρασης. 5. Το υπολογιστικό μοντέλο της Μοριακής Δυναμικής και συγκεκριμένα (α) την εφαρμογή της Νευτώνιας μηχανικής σε ένα σύνολο ατόμων, (β) τα χρησιποιούμενα πεδία δυνάμεων, (γ) τα εκτεταμένα συστήματα και τις περιοδικές συνοριακές συνθήκες, (δ) την αριθμητική επίλυση των εξισώσεων κίνησης, (δ) τον αλγόριθμο Verlet και τις παραλλαγές του και (ε) τις στατιστικές ολότητες. 6. Παραδείγματα πρακτικών εφαρμογών των παραπάνω υπολογιστικών μοντέλων και μεθοδολογιών.