目前有沒有基於量化計算方法預測化學反應的情況?

王-_-子

有啊,全稱是分子反應動力學(molecular reaction dynamics)。

分子反應動力學就是量子化學的一個分支,用來計算化學反應過程,預言反應結果,以及研究如何用外場來調控化學反應進程等。當然在應用量子力學之前,也有用經典物理學研究化學反應的工作,不過自從引入化學的量子力學本質之後,不僅僅是分子結構,一切化學反應過程都可以用量子力學從頭計算,包括不同反應物(原子或分子)不同量子態之間的“態-態反應”,各種電子軌道,振動能級,轉動能級之間的能量轉換等。可以說量子化學這門學科包含兩個主要組成部分,一個是分子軌道理論,另一個就是分子反應動力學了。

既然以量子力學為基礎,那麼化學反應過程就屬於量子力學中的“波函數散射”過程了,自然可以而且也應該用含時薛定諤方程來描述。可以和原子的情況做比較:原子能級利用量子力學計算出來,原子之間的散射用的就是“分波法”,或者“玻恩近似”,前者直接用薛定諤方程,後者以薛定諤方程為出發點做一些近似來簡化計算過程。

那麼對於量子化學的情況,分子能級可以用量子力學計算出來(分子軌道理論),分子之間的反應可以當成非彈性散射過程,可以用以薛定諤方程為出發點的

“玻恩-奧本海默近似”等等,而且哈密頓量一般來說比較複雜,對計算都是挑戰,所以量子化學計算現在都靠專用軟件搞定。這些專用軟件應該都具有計算簡單的分子反應動力學的能力。


分享到:


相關文章: