什么是计算化学？(computational chemistry?)
计算化学利用数学和计算机来解决化学问题。通过使用计算机软件，化学家可以模拟实验结果并发现物质的性质。计算化学领域有助于探索由于分子、原子和纳米颗粒的微小性质而难以找到或代价高昂的东西。该领域的大部分内容基于薛定谔方程，该方程使用数学方法对原子和分子进行建模。从头算、半经验和分子力学是计算化学中常用于分析分子结构的方法。。
计算化学过程从一个理论开始，比如电子结构理论。这有助于确定分子中电子的运动。此时，使用数学方程，可以根据计算结果确定基集。这些信息可以输入计算机软件来描述波函数之类的东西，可以用来建立分子其他物理特性的模型。化学家可以看到分子轨道的模型，开始预测实验结构，并观察分子的能量。。
使用从头算可以让化学家观察物质的物理性质，并使用薛定谔方程找出分子的物理特性。这包括分子的几何形状、偶极矩和反应的能量。振动频率、反应速率和自由能也可以通过从头算得到。由于这些物理特性极难求解，计算化学家有必要对它们进行足够的简化，以便能够找到物理特性，并且仍然是准确的。。
分子力学是一种用于生物化学实验和应用的计算化学方法。这种方法可以用于更大的结构，如酶，并依赖于传统的物理，但无法计算物质的电子性质。随着技术的进步和新理论的发展，计算化学领域在不断变化。
这些技术使化学家能够检查几乎不可能以其他方式看到的结构，因为它们的尺寸非常小。纳米颗粒比原子小，可以建模用于电子、炸药和医学等应用。由于计算化学的大部分都是基于已知性质的建模，因此这些实验中存在误差。这就是为什么在计算化学领域工作需要化学和研究方面的高级培训和知识。。
- 发表于 2022-02-10 22:13
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- 分类：科学
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