11: Química Cuántica Computacional
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La química computacional es el campo de la química que utiliza aproximaciones matemáticas y programas informáticos para resolver problemas de interés químico. La química cuántica es un subcampo que aborda las ecuaciones y aproximaciones derivadas de los postulados de la mecánica cuántica; específicamente implica resolver la ecuación de Schrödinger para sistemas moleculares. La química cuántica se separa típicamente en a b i nitio, que utiliza métodos que no incluyen ningún parámetro empírico o datos experimentales y semiempíricos que sí.
- 11.1: Visión general de los cálculos cuánticos
- El principio variacional dice que una energía aproximada es un límite superior a la energía exacta, por lo que la energía más baja que calculamos es la más precisa. Esta energía limitante es la más baja que se puede obtener con una sola función de onda determinante. Este límite se llama límite de Hartree-Fock, la energía es la energía Hartree-Fock, los orbitales moleculares que producen este límite se llaman orbitales Hartree-Fock, y el determinante es la función de onda Hartree-Fock.
- 11.2: Conjuntos de Bases Gaussianas
- Un conjunto de bases mínimas de STOs para una molécula incluye solo aquellas STO que estarían ocupadas por electrones en los átomos que forman la molécula. Sin embargo, un conjunto de bases más grande mejora la precisión de los cálculos al proporcionar más parámetros variables para producir una mejor función de onda aproximada, pero a expensas del aumento del tiempo computacional. Las STOs tienen la siguiente parte radial (las funciones armónicas esféricas se utilizan para describir la parte angular).
- 11.3: Juegos de Bases Ampliadas
- Los conjuntos de bases mínimas no son lo suficientemente flexibles para una representación precisa de, lo que requiere el uso de múltiples funciones para representar cada orbital atómico.
- 11.4: Términos de Polarización Orbital en Conjuntos de Bases
- El uso de un conjunto de bases mínimas con parámetros zeta fijos limita severamente cuánto se puede cambiar la carga electrónica de la distribución de carga atómica para describir moléculas y enlaces químicos. Ampliar el conjunto de bases con funciones más flexibles puede obtener resultados más precisos. Tales funciones se llaman funciones de polarización porque permiten que se produzca la polarización de carga desde la distribución atómica.
- 11.E: Química Cuántica Computacional (Ejercicios)
- Estos son ejercicios de tarea para acompañar el Capítulo 11 de McQuarrie y el mapa de texto “Química Física: Un Enfoque Molecular” de Simon.