شیمی محاسباتی شیمی محاسباتی شاخه ای از شیمی است که از شبیه سازی کامپیوتری برای کمک به حل مسائل شیمیایی استفاده می کند. از روش‌های شیمی نظری استفاده می‌کند که در برنامه‌های کامپیوتری گنجانده شده است تا ساختار و خواص مولکول‌ها، گروه‌های مولکول و جامدات را محاسبه کند. این امر ضروری است زیرا، جدای از نتایج نسبتاً اخیر در مورد یون مولکولی هیدروژن (کاتیون دی هیدروژن، برای جزئیات بیشتر به منابع آن مراجعه کنید)، مشکل چند جسمی کوانتومی را نمی توان به صورت تحلیلی حل کرد، حتی بیشتر به شکل بسته. در حالی که نتایج محاسباتی معمولاً اطلاعات به‌دست‌آمده از آزمایش‌های شیمیایی را تکمیل می‌کند، در برخی موارد می‌تواند پدیده‌های شیمیایی را که تاکنون مشاهده نشده بود، پیش‌بینی کند. این به طور گسترده ای در طراحی داروها و مواد جدید استفاده می شود. نمونه‌هایی از این ویژگی‌ها عبارتند از ساختار (یعنی موقعیت‌های مورد انتظار اتم‌های سازنده)، انرژی‌های مطلق و نسبی (برهم‌کنش)، توزیع چگالی بار الکترونیکی، دوقطبی‌ها و ممان‌های چند قطبی بالاتر، فرکانس‌های ارتعاشی، واکنش‌پذیری یا سایر کمیت‌های طیف‌سنجی، و مقاطع عرضی. برای برخورد با ذرات دیگر. روش های مورد استفاده موقعیت های ایستا و پویا را پوشش می دهند. در همه موارد، زمان کامپیوتر و سایر منابع (مانند حافظه و فضای دیسک) با اندازه سیستم مورد مطالعه به سرعت افزایش می یابد. آن سیستم می تواند یک مولکول، گروهی از مولکول ها یا یک جامد باشد. روش های شیمی محاسباتی از بسیار تقریبی تا بسیار دقیق متغیر است. دومی معمولاً فقط برای سیستم های کوچک امکان پذیر است. روش‌های اولیه کاملاً مبتنی بر مکانیک کوانتومی و ثابت‌های فیزیکی پایه هستند. روش های دیگر تجربی یا نیمه تجربی نامیده می شوند زیرا از پارامترهای تجربی اضافی استفاده می کنند. هر دو رویکرد مقدماتی و نیمه تجربی شامل تقریب‌ها هستند. اینها از اشکال ساده‌شده معادلات اصول اول که حل آنها آسان‌تر یا سریع‌تر است، تا تقریب‌هایی که اندازه سیستم را محدود می‌کنند (به عنوان مثال، شرایط مرزی دوره‌ای)، تا تقریب‌های بنیادی به معادلات زیربنایی که برای دستیابی به هر راه‌حلی مورد نیاز است، را شامل می‌شود. اصلا به آنها به عنوان مثال، اکثر محاسبات از ابتدا تقریب Born-Oppenheimer را انجام می دهند، که با فرض اینکه هسته ها در طول محاسبه در جای خود باقی می مانند، معادله شرودینگر زیربنایی را بسیار ساده می کند. در اصل، با کاهش تعداد تقریب‌ها، روش‌های اولیه در نهایت به حل دقیق معادلات زیربنایی همگرا می‌شوند. با این حال، در عمل، حذف همه تقریب ها غیرممکن است و خطای باقیمانده ناگزیر باقی می ماند. هدف شیمی محاسباتی این است که این خطای باقیمانده را به حداقل برساند و در عین حال محاسبات را قابل کنترل نگه دارد. در برخی موارد، جزئیات ساختار الکترونیکی اهمیت کمتری نسبت به رفتار فضای فاز طولانی مدت مولکول ها دارد. این مورد در مطالعات ساختاری پروتئین ها و ترمودینامیک اتصال پروتئین به لیگاند است. تقریب‌های کلاسیک سطح انرژی پتانسیل معمولاً با میدان‌های نیروی مکانیک مولکولی استفاده می‌شود، زیرا از نظر محاسباتی فشرده‌تر از محاسبات الکترونیکی هستند تا شبیه‌سازی‌های طولانی‌تر دینامیک مولکولی را ممکن کنند. علاوه بر این، شیمی‌فورماتیک از روش‌های تجربی (و از نظر محاسباتی ارزان‌تر) مانند یادگیری ماشین بر اساس ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی استفاده می‌کند. یکی از مشکلات معمول در شیمی‌فورماتیک، پیش‌بینی میل پیوندی مولکول‌های دارو به یک هدف معین است. مشکلات دیگر شامل پیش‌بینی ویژگی اتصال، اثرات خارج از هدف، سمیت و خواص فارماکوکینتیک است. تیم متخصص ما در اکسآنالیز آماده ارائه خدمات مشاوره، تفسیر، تحلیل و آنالیز در این زمینه است. فقط کافیست خدمت مورد نیاز خود را سفارش دهید تا کارشناسان ما در اسرع وقت با شما تماس بگیرند.
