เคมีการคำนวณคืออะไร?

เคมีการคำนวณใช้คณิตศาสตร์และคอมพิวเตอร์เพื่อแก้ปัญหาทางเคมีด้วยการใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์นักเคมีสามารถจำลองผลการทดลองและค้นหาคุณสมบัติของสารสาขาเคมีการคำนวณช่วยในการสำรวจสิ่งต่าง ๆ ที่อาจเป็นเรื่องยากหรือมีค่าใช้จ่ายสูงเนื่องจากธรรมชาติของโมเลกุลอะตอมและอนุภาคนาโนสนามส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสมการ Schrodinger ซึ่งเป็นแบบจำลองอะตอมและโมเลกุลโดยใช้คณิตศาสตร์AB initio, กลไกกึ่งเชิงประจักษ์และโมเลกุลเป็นวิธีการทางเคมีการคำนวณมักใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้างโมเลกุล

กระบวนการเคมีเชิงคำนวณเริ่มต้นด้วยการดูทฤษฎีเช่นทฤษฎีโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์สิ่งนี้ช่วยในการกำหนดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในโมเลกุลณ จุดนี้การใช้สมการทางคณิตศาสตร์ชุดพื้นฐานสามารถกำหนดได้ตามการคำนวณข้อมูลนี้สามารถป้อนลงในซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เพื่ออธิบายสิ่งต่าง ๆ เช่นฟังก์ชั่นคลื่นซึ่งสามารถใช้ในการสร้างแบบจำลองของลักษณะทางกายภาพอื่น ๆ ของโมเลกุลนักเคมีสามารถเห็นแบบจำลองของวงโคจรของโมเลกุลเริ่มทำนายโครงสร้างการทดลองและดูพลังงานของโมเลกุล

การใช้ AB initio ช่วยให้นักเคมีสามารถดูคุณสมบัติทางกายภาพของสารและใช้สมการ Schrodinger เพื่อค้นหาลักษณะทางกายภาพของโมเลกุลซึ่งรวมถึงสิ่งต่าง ๆ เช่นเรขาคณิตของโมเลกุลช่วงเวลาไดโพลและพลังงานของปฏิกิริยาความถี่การสั่นสะเทือนอัตราการเกิดปฏิกิริยาและพลังงานอิสระสามารถพบได้โดยใช้ AB initioเนื่องจากลักษณะทางกายภาพเหล่านี้ยากมากที่จะแก้ปัญหาจึงจำเป็นสำหรับนักเคมีที่คำนวณได้เพื่อให้ง่ายพอที่จะพบลักษณะทางกายภาพและยังคงแม่นยำ

กลศาสตร์โมเลกุลเป็นวิธีการคำนวณทางเคมีที่ใช้ในการทดลองทางชีวเคมีและการใช้งานวิธีนี้สามารถใช้สำหรับโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นเอนไซม์และอาศัยฟิสิกส์แบบดั้งเดิม แต่ไม่สามารถคำนวณคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ในสารได้สาขาเคมีการคำนวณมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและทฤษฎีใหม่ได้รับการพัฒนา

เทคนิคเหล่านี้ช่วยให้นักเคมีตรวจสอบโครงสร้างที่แทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะมองอย่างอื่นเนื่องจากขนาดที่เล็กมากอนุภาคนาโนซึ่งมีขนาดเล็กกว่าอะตอมสามารถสร้างแบบจำลองสำหรับใช้ในการใช้งานเช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วัตถุระเบิดและยาเนื่องจากเคมีการคำนวณส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการสร้างแบบจำลองของคุณสมบัติที่รู้จักจึงมีที่ว่างสำหรับข้อผิดพลาดในการทดลองเหล่านี้นี่คือเหตุผลที่การฝึกอบรมขั้นสูงและความรู้ด้านเคมีและการวิจัยเป็นสิ่งจำเป็นในการทำงานในเคมีการคำนวณ