Kémiai szimulációk az atomoktól a vegyipari reaktorokig

Tartalomjegyzék

• KÉMIAI SZIMULÁCIÓK AZ ATOMOKTÓL A VEGYIPARI REAKTOROKIG
• Impresszum
• 1. Bevezetés
• chevron_right2. A kvantummechanika axiómái
  • 2.1. Az 1. axióma
  • 2.2. A 2. axióma
  • 2.3. A 3. axióma
  • 2.4. A 4. axióma
  • 2.5. Az 5. axióma
  • Ajánlott irodalom
• chevron_right3. Kvantumkémia: a közelítések művészete
  • 3.1. Első közelítés: a nem relativisztikus kvantummechanika
  • 3.2. A kvantummechanika 6. axiómája: a Pauli-elv
  • 3.3. Második közelítés: a mag- és elektronmozgás szétválasztása
  • 3.4. Harmadik közelítés: a függetlenrészecske-modell
  • chevron_right3.5. A közelítések matematikája: variációs és perturbációs módszerek
    • 3.5.1. A variációs módszer
    • 3.5.2. A perturbációszámítás elemei
  • Ajánlott irodalom
• chevron_right4. A magmozgás szimulációja
  • 4.1. „Single-point”-számítás és a potenciálisenergia-hiperfelület feltérképezése
  • chevron_right4.2. Geometriaoptimalizálás
    • 4.2.1. Minimumok
    • 4.2.2. Globális optimalizálás
    • 4.2.3. Átmeneti szerkezet keresése
  • 4.3. Molekularezgések számítása
  • 4.4. Termodinamikai mennyiségek számítása
  • chevron_right4.5. Kémiai reakciók
    • 4.5.1. Reakciómechanizmusok és reakciósebességek számítása
    • 4.5.2. Az átmenetiállapot-elmélet
    • 4.5.3. Vezéregyenlet
  • chevron_right4.6. Molekuladinamika
    • 4.6.1. Born–Oppenheimer-molekuladinamika
    • 4.6.2. Szimuláció véges hőmérsékleten és nyomáson
    • 4.6.3. Periodikus határfeltételek és egyéb szimulációs dobozok
    • 4.6.4. Gyorsított molekuladinamika
    • 4.6.5. A molekuladinamikai szimulációk kiértékelése
  • chevron_right4.7. Monte-Carlo-módszerek
    • 4.7.1. A Kinetikus Monte-Carlo módszer
  • Ajánlott irodalom
• chevron_right5. A Hartree–Fock-modell és következményei
  • 5.1. A Hartree–Fock–Roothaan-módszer
  • 5.2. Bázisok
  • 5.3. A molekulapálya-modell
  • 5.4. Ab initio Hartree–Fock–Roothaan-számítások
  • 5.5. Hogyan tovább?
  • Ajánlott irodalom
• chevron_right6. Post-Hartree–Fock-módszerek
  • 6.1. A konfigurációs kölcsönhatás módszere
  • 6.2. Az elektronkorreláció számítási módszerei
  • 6.3. Bázisok korrelációs számításokhoz
  • 6.4. Korrelációs számítások
  • chevron_right6.5. Gyorsabban!
    • 1. Manipuláció az elektrontaszítási integrálokkal
    • 2. A mátrixdiagonalizálás gyorsítása
    • 3. Háromszoros és négyszeres gerjesztések közelítése
    • 4. Lokalizációs transzformáció
    • 5. „Frozen core”-számítások
    • 6. Duális bázis (DB)
  • chevron_right6.6. Pontosabban!
    • 1. Teljesbázis-extrapoláció
    • 2. Empirikusan skálázott MP2-módszer
    • 3. Összetett módszerek
    • 4. Explicit korreláció
    • 5. Fókuszpont-analízis (Focal Point Analysis, FPA)
    • 6. Beágyazott módszerek
    • 7. Core-valence és core-core korreláció
    • 8. Relativisztikus hatások
  • Ajánlott irodalom
• chevron_right7. Az elektronsűrűség elmélete
  • 7.1. A Mulliken-féle populációs analízis
  • 7.2. Természetes pályák
  • 7.3. Elektrosztatikus potenciálok
  • 7.4. A molekulák alakja
  • 7.5. Az elektronsűrűség topológiai analízise
  • 7.6. Az elektronlokalizációs függvény
  • 7.7. Nemkovalens kölcsönhatás index
  • 7.8. Kölcsönhatási energiák felbontása
  • 7.9. A sűrűségfunkcionál-elmélet alapjai
  • 7.10. A sűrűségfunkcionál-elméletből következő kémiai fogalmak
  • Ajánlott irodalom
• chevron_right8. Ionok és gerjesztett elektronállapotok
  • 8.1. Hullámfüggvény-alapú módszerek gerjesztett állapotok és ionizáció számítására
  • 8.2. Dipólusmomentum, polarizálhatóság és gerjesztési spektrum
  • 8.3. Sűrűségfunkcionál-elméleten alapuló módszerek gerjesztett állapotok számítására
  • 8.4. A gerjesztett állapotok számítása
  • 8.5. Fotokémiai reakciók
  • Ajánlott irodalom
• chevron_right9. Félempirikus módszerek
  • 9.1. Hullámfüggvény-alapú félempirikus módszerek
  • 9.2. Elektronsűrűségen alapuló félempirikus módszerek
  • Ajánlott irodalom
• chevron_right10. Erőtéralapú módszerek
  • 10.1. A potenciálisenergia-felület matematikai illesztése
  • chevron_right10.2. Nemreaktív erőtér alapú módszerek
    • 10.2.1. Molekulamechanika
    • 10.2.2. Durva szemcsés erőterek
    • 10.2.3. Disszipatív részecskedinamika
  • chevron_right10.3. Empirikus reaktív erőterek
    • chevron_right10.3.1. A ReaxFF-módszer
      • Paraméterezés és alkalmazások
      • 1. Égés és pirolízis szimulációja
      • 2. Katalízis szimulációja
      • 3. Felületek és kristálynövekedés
      • 4. Biológiai rendszerek
      • 5. Elektrokémiai folyamatok
  • 10.4. QM/MM módszerek
  • Ajánlott irodalom
• chevron_right11. Folytonos rendszerek szimulációja
  • 11.1. Szolvatáció
  • chevron_right11.2. Kémiai reaktorok szimulációja
    • 11.2.1. Termosztált és barosztált reaktorok: homogén reakciók kinetikája állandó hőmérsékleten és nyomáson
    • 11.2.2. Adiabatikus reaktorok: homogén reakciók kinetikája változó hőmérsékleten
    • 11.2.3. Heterogén reakciók kinetikája
  • chevron_right11.3. Mérlegegyenletek
    • 11.3.1. Tömegmérleg
    • 11.3.2. Energiamérleg
    • 11.3.3. Impulzusmérleg
    • 11.3.4. A mérlegegyenletek mikroszkopikus származtatása
    • 11.3.5. A mérlegegyenletek numerikus megoldása
  • chevron_right11.4. A mérlegegyenletek csatolása
    • 11.4.1. Transzporttulajdonságok számítása
    • 11.4.2. Határfeltételek
    • 11.4.3. Reaktív áramlástani számítások
  • Ajánlott irodalom
• chevron_rightFüggelék
  • Fizikai állandók
  • Az energia egységei
  • Atomi egységek

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2019

ISBN: 978 963 454 171 4

DOI: 10.1556/9789634541714

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//