Kvant kimyoga oid atama va ularning sharxi Reja

Kvant-kimyoviy hisoblash bayonnomalarini tuzish qoidalari
Kvant-kimyoviy hisoblashlar natijalari (bayonnomalari – *.out yoki *.log fayllar) Microsoft Word tahrirlagichiga qo‘yiladigan bo‘lsa 1000 varaq bo‘lishi ham mumkin. Olingan ma’lumotlar ichidan kerakli natijalarni ajratib olish va olingan natijalarni ilmiy jihatdan to‘g‘ri tahlil qilish uchun avvalo, dastlabki geometriyalar to‘g‘ri hosil qilingan bo‘lishi hamda tizim zaryadi va spin multipletligi to‘g‘ri ko‘rsatilgan bo‘lishi shart. Shuningdek, zaruriyat tug‘ilsa, geometriyalarni maqbullashtirish algoritmlari va erituvchi ta’sirini inobatga olish usullarini ham to‘g‘ri kiritish talab qilinadi. Ushbu talab va shartlar hisoblash bayonnomalarini tuzish qoidalari deb yuritiladi.


Kvant-kimyoviy hisoblarda erituvchi ta’sirini inobatga olish usullari
Ma’lumki, reaksiyalar suyuq fazada boradi. Kvant-kimyoviy hisoblashlar gaz fazada olib boriladi. Erituvchilar tabiatiga qarab reaksiya unumi va mexanizmi o‘zgarishi mumkin. Shuning uchun gaz fazada bajariladigan hisoblashlarga erituvchi ta’sirini inobatga olish yo‘llari o‘ylab topilgan.
Kvant-kimyosidagi solvatlanish effektlarini inobatga olish usullarini ikki usulga bo‘lish mumkin: 1. Diskret usullar 2. Kontinual.
Diskret usullarda birikma va erituvchi ta’siri birikma atrofiga bir nechta erituvchi molekulalarini qo‘yib hisoblashga asoslangan. Bu usul supermolekulalar yondashuvi deb ham ataladi.

Kontinual (solvaton) usullarda erituvchi molekulalari qatnashmaydi, faqat erituvchi kattaliklari kiritiladi. Reaktiv maydon modeli kontinual yondashuvga asoslangan, keng tarqalgan erituvchi ta’sirini inobatga olish
usulidir. Bu modelda solvent dielektrik o‘tqazuvchanlikka (ε) ega bo‘lgan bir jinsli qutbli maydon deb qaraladi. Erigan modda solvent ichidagi bo‘shliqqa joylashtiriladi. Dielektrik o‘tqazuvchanlikka ega bo‘lgan maydonga tushirilgan har qanday zaryad erituvchida elektrik maydonni yuzaga keltiradi. Ushbu maydon erigan modda bilan ta’sirlashish orqali uning xarakteristikalarini o‘zgartiradi. Solvat molekulasi bo‘shliqda ma’lum bir tartibda yo‘nalgan bo‘ladi hamda molekula tuzilishi ta’sirlashuv natijasida vakuumdagiga nisbatan o‘zgaradi. Erigan moddaning erkin solvatlanish energiyasi Gsolv quyidagi tarkibiy qismlar yig‘indisidan iborat:
ΔGSol = ΔGel. + ΔGdisp. + ΔGkav..
bu yerda, ΔGel – erituvchi va erigan birikma orasidagi elektrostatik ta’sirlashuv, ΔGdisp. – dispersion (solvent-solvat Van-der-Vaals) ta’sirlashuv, ΔGkav. – kavitatsion energiya, ya’ni erigan modda bo‘shlig‘i atrofida tashqi qatlamni hosil qilishda sarflanadigan energiya.
Bo‘shliq hosil qilish ma’lum bir energiyani talab qiladi, shuning uchun Gkav>0. Eritmada dispersion va elektrostatik ta’sirlashuvlarning mavjudligi erigan birikma barqarorligini oshiradi, ya’ni energiyani kamaytiradi, shuning uchun ΔGel.<0, ΔGdisp.<0.
Hisoblash programmalarida keng ommalashgan usullardan biri PCM (Polarized Continuum Model) va uning soddalashtirilgan varianti COSMO (Conductor-like Screening Model).
Gaussian programmasida PCM ning bir necha xil variantlari kiritilgan: IEFPCM, I-PCM, SCI-PCM va CPCM modellari mavjud.
Gamess/Firefly programmasida faqat 14 erituvchi ta’sirini inobatga oluvchi D-PCM usuli (Orca dasturida CPCM usuli) mavjud:
Bo‘shliq hosil qilish ma’lum bir energiyani talab qiladi, shuning uchun Gkav>0. Eritmada dispersion va elektrostatik ta’sirlashuvlarning mavjudligi erigan birikma barqarorligini oshiradi, ya’ni energiyani kamaytiradi, shuning uchun ΔGel.<0, ΔGdisp.<0.
Hisoblash programmalarida keng ommalashgan usullardan biri PCM (Polarized Continuum Model) va uning soddalashtirilgan varianti COSMO (Conductor-like Screening Model).
Gaussian programmasida PCM ning bir necha xil variantlari kiritilgan: IEFPCM, I-PCM, SCI-PCM va CPCM modellari mavjud.
Gamess/Firefly programmasida faqat 14 erituvchi ta’sirini inobatga oluvchi D-PCM usuli (Orca dasturida CPCM usuli) mavjud:

Hisoblash natijasida quyidagi energetik kattaliklar olindi:

Xulosa o`rnida aytadigan bo`lsak kvant kimyoga oid atama va ularning sharxi kompyuter kimyoni yaqin kelajakdarivojlanishi uchun asos bo`lib hizmat qiladi. Kvant kimyosi nazariyasi asosida oʻrganish uchun bir necha maxsus dasturlar ishlab chiqilgan. Bunday dasturlar kompyuter yordamida taxlil qilinib, molekulalarning geometrik holati, atomlardagi elektron zichligi qiymati, atomlararo masofa va boshqa kattaliklar hisoblab chiqiladi. Natijada molekulaning tuzilishi, uning reaksion faolligi oʻrganiladi. Nazariy hisoblashlar asosida yangi, maqbul xossali kimyoviy birikmalarning tarkibi aniqlanadi va ularni olish usullari ishlab chiqiladi. Oʻzbekistonda K.k. sohasidagi nazariy ishlar va ularni amaliyotga qoʻllash boʻyicha ilmiy izlanishlar akad. N. A. Parpiyev va uning shogirdlari rahbarlik qilayotgan ilmiy jamoalarda davom ettirilmokda. Kvant kimyosi usullari mol. biol.da, mas, biologik membranalar molekulalarini hisob-lashda, muskullar va b.ni modellashtirishda qoʻllaniladi. Kvant kimyoviy hisoblashlar nazariy fizika usullari yordamida olingan maʼlumotlar bilan birgalikda materialshunoslikda elektr va magnit xossalari oldindan belgilab olingan qotishmalar, yarimoʻtkazgichlar, kompozitsion materiallar va b. olishda qoʻllaniladi.

Foydalanilgan adabiyotlar ro`yxati
1. В.Ф. Травень. Электронная структура и свойства органических молекул. Москва, химия, 1989, 384 с.
2. Т. Кларк. Компьютерная химия. Москва, Мир, 1990, 383 с.
3. J.B. Foresman, A. Frisch. Exploring Chemistry with elektronic Structure Methods. Gaussian, Pittsburg, PA. 1996.