Akademik Veri Yönetim Sistemi
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2023 - 2024
Kuantum kimyasal yöntemlerin amacı, Schrödinger denklemini atomik ve moleküler sistemler için çözebilmektir. Bu çözüm, ideal olarak iki parçacık için Coulomb etkileşmesi durumunda yapılabilirken, ikiden fazla parçacık durumunda (çok elektronlu sistemler) yaklaşım gerektirmektedir.
Günümüzde ileri seviye kuantum kimyasal hesaplama yöntemleri Hartree-Fock denklemlerinin çözümünden sonra başlamaktadır. Bu yöntemler; konfigürasyon etkileşimi (Configuration interaction), eşleşmiş grup (Coupled-cluster) veya sıklıkla kullanılan yoğunluk fonksiyonelidir (Density functions). Termokimyasal hesaplamaların ana konusu olan bu yöntemlerin hassasiyetini arttırmak ve deneysel sonuçlara yakın veriler elde edebilmek için bu yöntemler bazı yaklaşımlarla kullanılmaktadır.
Atomik ve moleküler elektronik yapı hesaplamaları, termokimyasal özellikler için yüksek hassasiyet gerektirmektedir. İstenilen kimyasal hassasiyete erişmek için 4 kJ/mol değerinden daha hassas sonuçlar elde edilmeye çalışılmaktadır. Bu derece yüksek hassasiyet için yaklaşım yöntemlerinin bir arada kullanılması ile oluşturulan bileşik-karma kuantum kimyasal yöntemler önerilmekte ve termokimyasal hesaplamalar bu yöntemlerle yapılmaktadır.
Bileşik kuantum kimyasal yöntemler literatürde genellikle tekli referans olarak adlandırılan yaklaşımda kullanılmaktadır. Elektron korelasyon hesaplamaları tek Slater determinantı kullanıldığında, dinamik elektron korelasyonu dikkate alınmaktadır; fakat dinamik olmayan elektron korelasyonu için birden fazla Slater determinantı gerekmektedir. Bu şekilde, birden fazla Slater determinantı gerektiren durumlar için çoklu-referans (multi-reference)(MR) yani çok sayıda Slater determinantı, sistemi tanımlarken kullanılmaktadır.
Literatürde bulunan birçok farklı MR yöntemleri içerisinde eşleşmiş grup yöntemi en bilinenidir ve geliştirilmeye devam etmektedir. Bu yöntemin çoklu-referans içerecek şekilde kullanılması oldukça zor ama istenilen hassasiyette sonuçlar için kullanılması hesaplama açısından avantajlı bir yaklaşımdır.
Bu çalışmada, çoklu-referans içeren eşleşmiş grup yöntemi kullanılarak atomik ve bazı diatomik moleküler sistemlerin atomizasyon enerjisi, oluşum entalpisi ve kimyasal tepkime entalpisi gibi termokimyasal özelliklerinin yüksek hassasiyetle hesaplanması için yaklaşımlar geliştirilmeye çalışılacaktır.
Eşleşmiş grup yöntemi, geliştirilmeye devam eden MOLPRO programına ek olarak GeCCo programında mevcut olup, çalışma süresince kullanılarak literatüre hem yeni yöntem kazandırmak hem de deneysel verilere yakın değerler elde edebilmek için geliştirilmeye ve hesaplamalarda kullanılmaya çalışılacaktır.