Höltzl Tibor, Veszprémi Tamás

Kémiai szimulációk az atomoktól a vegyipari reaktorokig


Hullámfüggvény-alapú félempirikus módszerek

Már a kvantummechanika hajnalán világos volt, hogy a Schrödinger-egyenlet megoldása a kémiai szerkezet és reaktivitás pontos előrejelzését tenné lehetővé, azonban a nagy teljesítményű számítógépek megjelenéséig nem volt lehetőség a valódi problémák megoldásához szükséges számítások elvégzésére. Hiszen már egy meglehetősen pontatlan Hartree–Fock-számítás végrehajtásához is komoly számítási teljesítményre van szükség. A múlt század 40-es, 50-es éveiben maradtak tehát a Schrödinger-egyenlet durva leegyszerűsítései, melyekkel a molekulák elektronszerkezetéről legfeljebb kvalitatív információt lehetett szerezni. Ezek közül legfontosabbak az ún. Hückel-módszerek, melyek konjugált π-rendszerek egyszerű leírását célozták. Bár manapság ilyen számításokat már nemigen végeznek, jelentőségüket ne becsüljük le: a legegyszerűbb félempirikus számításokból származnak a szerves kémiai megértés alapjai – a Hückel-módszer elévülhetetlen érdemeket szerzett a manapság oly érdekes szén nanoszerkezetek kötéseinek leírásában. Az évek során a Hückel-módszert jelentősen továbbfejlesztették. A Pariser–Parr–Pople- (PPP-) módszer egy egyszerűsített SCF-eljáráson keresztül a π-rendszerek pontosabb leírását teszi lehetővé, az ún. „Extended” Hückel-módszer pedig már σ-kötések leírására is alkalmas. Mára ezek a módszerek már elavultak, ezért részletes ismertetésük helyett inkább a manapság használt félempirikus módszerekhez vezető utat járjuk végig.

Kémiai szimulációk az atomoktól a vegyipari reaktorokig

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2019

ISBN: 978 963 454 171 4

Szimuláció alatt egy berendezés, egy rendszer, egy jelenség várható viselkedésének, gyakorlati hatásának vizsgálatát és előrejelzését értjük. Szimulálhatjuk egy gép működését vagy egy lézer teljesítményét pusztán azáltal, hogy ismerjük a fizika megfelelő egyenleteit. Egy autó biztonságtechnikai vizsgálata is szimuláció, mint ahogy egy politikai párt választási eredményének vagy egy társadalom mobilitásának, egy gazdaság fejlődésének az előrejelzése is az. A Naprendszer pontos szimulációja lehetővé teszi, hogy kiszámítsuk egy távoli üstökös pályáját. Bolygónk légkörének szimulációja teszi lehetővé a ma már egyre megbízhatóbb meteorológiai előrejelzéseket. Kémiai szimulációk végrehajtásához a szükséges feltétel az adott fizikai jelenség ismerete, a megfelelő számítástechnikai módszerek választéka, egy nagy teljesítményű számítógép – valamint a megfelelő szakértelem. Könyvünkkel a megértéshez, a szakértelem alapjához szeretnénk segítséget nyújtani. Az olvasó a könyv végére érve képet kap a kémiai szimulációk fontosságáról és arról, hogy használatával a vegyészmérnöki munka során milyen hatalmas segítséget nyerhet. Titkon azt is reméljük, hogy talán kedvet is kap a szimulációkhoz, melyek a modern vegyészmérnöki feladatok egyre inkább nélkülözhetetlen eszközeivé válnak.

Hivatkozás: https://mersz.hu/kemiai-szimulaciok-az-atomoktol-a-vegyipari-reaktorokig//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave