الكيمياء الحاسوبية
Computational chemistry هي أحد فروع الكيمياء النظرية التي تهدف إلى ابتكار تقريبات approximation رياضية فعالة لحل مسائل الكيمياء النظرية بأسرع وقت و أقل كلفة و وضع خوارزميات و برامج حاسوبية تقوم بحساب خصائص الجزيئات مثل الطاقة الكلية , العزم الثنائي القطب و العزم الرباعي القطب quadrupole moment , الترددات الاهتزازية , قابلية التفاعل reactivity و غيرها من الخصائص الكميات المطيافية spectroscopy و المقاطع العرضية لتصادم الجزيئات مع جزيئات ذات مساقط ذرية و تحت ذرية مختلفة .
يشكل الكيمياء الحاسوبية تداخلا بين علوم الحاسب و الكيمياء لإعطاء حلول سريعة و عاجلة لبعض القضايا التي تواجه الكيمياء و تساعدها على توفير الوقت و المال .
مقدمة
مصطلح كيمياء نظرية يمكن ان يزودنا بوصف رياضي للكيمياء , في حين نستخدم مصطلح كيمياء حاسوبية عندما تكون الطريقة الرياضية قم تم تطويرها بشكل كاف ليتم تطبيقها باستخدام حاسوب . طبعا نحن لا نتحدث هنا عن حل دقيق أو كامل لأن قلة قليلة من مسائل الكيمياء يمكن ان تحل بدقة , تقريبا معظم مسائل الكيمياء يمكن ان توصف بمخطط تحسيبي كمي تقريبي أو كيفي .
من حيث المبدا , لا يوجد ما يمنع استخدام طريقة دقيقة تماما و تطبيقها على الجزيئات الكيميائية لكن مثل هذه الطرق كلفتها التحسيبية عالية من حيث الموارد المطلوبة و الزمن فهي تزداد عامليا مع عدد الالكترونات (أسرع حتى من الدالة الأسية . ) لذلك فقد تم تطوير عدد كبير من الطرق التقريبية التي توازن بين الدقة و الكلفة التحسيبية .الكيمياء الحاسوبية الحالية يمكنها أن تحسب بدقة جيدة و بشكل مكرر خواص الجزيئات التي لا تحوي أكثر من 10-40 الكترون .أما معالجة الجزيئات التي تحوي عدة دزينات من الالكترونات تدرس عادة بطرق تقريبية مثل النظرية الدالية للكثافة density functional theory أو (DFT) , لكن ما زال هناك خلاف بين المختصين حول فعالية الطرق الأخيرة الذكر حول وصف التفاعلات الكيميائية المعقدة , مثل تلك التفاعلات في الكيمياء الحيوية
في الكيمياء النظرية , يقوم الفيزيائيون و الكيميائيون معا بتطوير خوارزميات و برمجيات حاسوبية للتنبؤ بالخواص الذرية و الجزيئية و مسارات التفاعلات للتفاعلات الكيميائية بالعكس , يمكن ان يستخدم الكيميائيون الحاسوبيون البرمجيات الحاسوبية و المنهجيات على المسائل الكيميائية الخاصة .
حزم برمجيات الكيمياء الحاسوبية
الحزمة ميكانيك جزيئي نصف-تجريبي هاتري-فوك طرق بعد هاتري-فوك نظرية دالية للكثافة دورية
ACES N N Y Y N N
ADF N N N N Y Y
AMPAC N Y N N N N
CADPAC N N Y Y Y N
CASTEP N N N N Y Y
COLUMBUS N N Y Y N N
CRYSTAL N N Y N Y Y
DALTON N N Y Y Y N
GAUSSIAN Y Y Y Y Y Y
GAMESS (UK) N Y Y Y Y N
GAMESS (US) N Y Y Y Y N
JAGUAR Y N Y Y Y N
MOLCAS Y Y Y Y Y N
MOLPRO N N Y Y Y N
MOPAC N Y N N N Y
MPQC N N Y Y Y N
NWChem Y N Y Y Y Y
PLATO Y N N N Y Y
PQS Y Y Y Y Y N
PSI N N Y Y N N
TURBOMOLE N N Y Y Y N
Q-Chem N N Y Y Y N
VASP N Y N N N N
حلم كيميائي
