Kimyo fakulteti

II.2.3.Hisoblashning noempirik usullari

Hisoblashning noempirik usullari Xartri – Fok – Rutan (XFR) tenglamalarini qatʼiy tartibda yechishga asoslaniladi. Bunda hisoblash davomida molekula tarkibidagi barcha elektronlar va shuningdek, elektronlararo oʼzaro taʼsirlashishlarda barcha integrallar hisobga olinadi. Ab initio usulida hisoblashning muhim jihatlaridan biri – bu molekulyar orbitalar (MO) tarkibigi kiruvchi atom orbitallar (АO) turini tanlashdan iborat. Ab initio usulining kamchiligi – katta molekulalar uchun hisoblashda mashina vaqtining sezilarli darajada koʼp sarflanishi bilan bogʼliqdir [4, 6].

Ab initio usuli Shredinger tenglamasini toʼliq holatda yechadi va oʼzining hisoblashlarida yetarlicha darajada koʼp sondagi hisoblash resurslarini talab qiladi. Ab initio atamasi Shredinger tenglamasini yechishda molekulyar tizimning noempirik holatda qarab chiqilishini nazarda tutadi va uning asosida olingan Rutaan tenglamasini yechishni amalga oshiradi. Lekin, ab initio usullarida ayrim xolatlarda koʼp elektronli tenglamalarni yechishni osonlashtirish maqsadida bir qator cheklovlarga yoʼl qoʼyiladi. Noempirik hisoblashlar maqbul boʼlgan holatdagi yechimga nisbatan toʼliq va ravshan erishish imkonini beradi, biroq amaliyotda ulardan foydalanish cheklangan boʼlib, bu holat EHM mashina vaqti resurslari cheklanganligi bilan bogʼliqdir, bu esa faqat uncha katta oʼlchamga ega boʼlmagan molekulalar uchungina hisoblashlarni amalga oshirish imkonini beradi. Bunday holatlarda katta bazis toʼplami yoki elektron korrelyatsiyalardan voz kechiladi va albatta hisoblash aniqligi ancha pasayadi [12].

Barcha mavjud boʼlgan, noempirik usullar birinchi bosqichda muvofiqlashgan maydon metodi (MMM) rejimida MO АOChK (Аtom orbitallarining chiziqli kombinatsiyasi) usuli boʼyicha bitta determinantli hisoblashlarni amalga oshiradi. Hisoblashning noempirik usullarida, yarim empirik hisoblash usullari kabi Born – Oppengeymer yaqinlashuvidan foydalaniladi, bu yaqinlashuvga muvofiq, atom yadrosi vaqt davomida harakatsiz holatda qoladi (muzlatilgan hisoblanadi) va elektron zichlikning qayta taqsimlanishi yadroning har bir qayd qilingan holati uchun bir zumda amalga oshadi. Bu holatda elektronlarning toʼlqin funktsiyasi yadro harakatiga bogʼliqmas deb nazarda tutadi hamda hisoblash aniqligiga sezilarli taʼsir qilmaydi [16].

Koʼpincha, noempirik hisoblash usullarining aniqligi qanday bazis toʼplami (hisoblash usuli) tanlanishiga bogʼliq. Barcha mavjud boʼlgan, zamonaviy noempirik dasturlaridagi hisoblashlarda Gauss tipidagi atom orbitallaridan foydalaniladi. Har bir ekvivalent sleyter tipidagi АO elektron zichlikning taqsimlanishi boʼyicha bir nechta Gauss funktsiyalari bilan ifodalanib, bu holat bir va ikki markazli integrallarni hisoblashda mashina vaqtini tejash imkonini beradi. Noempirik hisoblashlarda keng tarqalgan bazis toʼplamlari sifatida STO-3G, 3-21G, 6-31G va boshqalarni keltirish mumkin [15, 16].