Quantitative Rechenverfahren der Theoretischen Chemie: Ein Einstieg in Hartree-Fock, Configuration Interaction und Dichtefunktionale

دانیل پوشنر هم روش‌های پایه شیمی محاسباتی و هم روش‌های مدرنی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند خوشه‌های جفت شده و نظریه تابعی چگالی را ارائه می‌کند. با استفاده از تئوری تابع موج، این ضروری نشان می دهد که چگونه می توان انرژی یک سیستم را محاسبه کرد. نویسنده سپس به مشکلات روش های مورد بحث می پردازد و نشان می دهد که چگونه می توان آنها را به طور سیستماتیک اصلاح کرد. در تحقیقات به ویژه، شیمی کامپیوتر امروزه ضروری شده است. اگرچه بسیاری از ویژگی ها به صورت تجربی نیز قابل دسترسی هستند، نتایج حاصل از محاسبات مکانیک کوانتومی می تواند به درک و تفسیر نتایج تجربی کمک کند. بنابراین درک پایه برای شیمیدانان تجربی نیز ضروری است، به همین دلیل است که مبانی شیمی نظری به عنوان بخشی از مدرک شیمی پوشش داده می شود. این ضروری همچنین به دانش پایه ریاضی و شیمی نظری نیاز دارد.

Daniel Püschner stellt sowohl grundlegende Methoden der Computerchemie als auch heute genutzte moderne Methoden wie Coupled Cluster und die Dichtefunktionaltheorie vor. Mithilfe der Wellenfunktionstheorie wird in diesem essential gezeigt, wie die Energie eines Systems berechnet werden kann. Anschließend geht der Autor auf die Probleme der behandelten Methoden ein und zeigt, wie diese systematisch behoben werden können. Insbesondere in der Forschung ist die Computerchemie heutzutage nicht mehr wegzudenken. Obwohl die meisten Eigenschaften auch experimentell zugänglich sind, können Ergebnisse aus quantenmechanischen Rechnungen dabei helfen, die experimentellen Ergebnisse zu verstehen und zu interpretieren. Ein grundlegendes Verständnis ist daher auch für Experimentalchemiker unerlässlich, weshalb im Rahmen des Chemiestudiums die Grundlagen der Theoretischen Chemie behandelt werden. Für dieses essential werden Grundkenntnisse in den Bereichen der Mathematik und der Theoretischen Chemie ebenfalls vorausgesetzt.