15 関係: 基底関数系 (化学)、マーティン・カープラス、ノーベル化学賞、マイケル・レヴィット、ハートリー=フォック方程式、ニューヨーク・タイムズ、分子力学モデリング用ソフトの比較、分子力学法、アリー・ウォーシェル、アンゲヴァンテ・ケミー、第一原理計算、計算化学、量子力学、量子化学および固体物理計算ソフトの一覧、ONIOM。
基底関数系 (化学)
論化学および計算化学において、基底関数系(きていかんすうけい、basis set)とは、(量子化学計算において一般的なように)線形結合により分子軌道を構成する元となる関数(基底関数と呼ぶ)の集合をいう。便利さのために、基底関数は原子を中心とする原子軌道とすることが多いが、理論的にはどのような関数でも構わない。物質科学分野の計算においては平面波を基底とすることが多い。.
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マーティン・カープラス
マーティン・カープラス(Martin Karplus、1930年3月15日 - )は、アメリカの理論化学者。1979年からハーバード大学のセオドア・ウィリアム・リチャーズ化学教授職に務めている。また、フランス国立科学研究センターとルイ・パスツール大学が共同運営する生物物理化学研究所の研究所長を務めている。.
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ノーベル化学賞
ノーベル化学賞(ノーベルかがくしょう、Nobelpriset i kemi)はノーベル賞の一部門。アルフレッド・ノーベルの遺言によって創設された6部門のうちの一つ。化学の分野において重要な発見あるいは改良を成し遂げた人物に授与される。 ノーベル化学賞のメダルは、表面にはアルフレッド・ノーベルの横顔(各賞共通)、裏面には宝箱を持ち雲の中から現れた自然の女神のベールを科学の神が持ち上げて素顔を眺めている姿(物理学賞と共通)がデザインされている。.
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マイケル・レヴィット
マイケル・レヴィットは、アメリカ合衆国の人物。.
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ハートリー=フォック方程式
ハートリー=フォック方程式(ハートリーフォックほうていしき、Hartree–Fock equation)は、多電子系を表すハミルトニアンの固有関数(波動関数)を一個のスレーター行列式で近似(ハートリー=フォック近似)した場合に、それが基底状態に対する最良の近似となるような(スピンを含む)1電子分子軌道の組を探し出すための方程式である。ウラジミール・フォックによって導かれた。分子軌道法の基本となる方程式である。 ハートリー=フォック方程式 は、\の近似的な解が与えられた場合、方程式中の\置換することで方程式 が誘導される。すなわちこの方程式の\hatには固有関数\psiは含まれず、普通の固有値方程式として解くことが出来る。 これにより得られた解を近似解として適用し再帰的に解く事で、多電子系のフェルミ粒子(この場合は電子)全体の作る平均場と、その中で一粒子運動をするフェルミ粒子の波動関数を自己無撞着に決定することができる(SCF法)。.
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ニューヨーク・タイムズ
ニューヨーク・タイムズ(The New York Times)は、アメリカ合衆国ニューヨーク州ニューヨーク市に本社を置く、新聞社並びに同社が発行している高級日刊新聞紙。アメリカ合衆国内での発行部数はUSAトゥデイ(211万部)、ウォール・ストリート・ジャーナル(208万部)に次いで第3位(103万部)部数は平日版、2008年10月 - 2009年3月平均。.
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分子力学モデリング用ソフトの比較
本項では主に分子力学法または分子動力学法の計算に用いられるプログラムの一覧を示す。.
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分子力学法
力場がこのエタン分子の結合伸縮エネルギーを最小化するために使われる。 分子力学法(ぶんしりきがくほう、Molecular Mechanicsの頭文字よりMM法と略される)あるいは分子力場計算(ぶんしりきばけいさん)とは、分子の立体配座の安定性や配座間のエネルギー差を原子間に働く力によるポテンシャルエネルギーの総和によって計算する手法のことである。 分子の持つエネルギーはシュレーディンガー方程式を解くことによって計算することが可能であるが、これは分子を構成する原子および電子の数が多くなると計算量が急激に増加し困難になる。 しかしその一方で、分子の内部の原子同士に働く力はその原子の種類や結合様式が同じならば、別の種類の分子でもほぼ同じである。例えばsp3混成の炭素原子と水素原子の結合距離はどのような分子でもほぼ0.11 nm、結合エネルギーはほぼ4.1×102 kJ mol−1、赤外吸収スペクトルでほぼ2950 cm−1付近に吸収を示す。このことはsp3混成の炭素原子と水素原子の結合距離の伸縮に伴って2つの原子間に働く力が分子によらず、ある一つの数式で表すことができることを示唆している。 そこで原子間に働くすべての力を、原子間の結合を表すパラメータ(結合距離、結合角など)を変数とし、原子の種類や結合様式によって決まる関数で表す。そしてそれらの力によるポテンシャルエネルギーの総和が分子の持つエネルギーとなっていると考える。このような考えのもとに、様々な実験値をうまく説明できるような原子間のポテンシャルエネルギーを表す式を経験的に、あるいは量子化学的手法によって導き、それによって分子の立体配座の安定性や配座間のエネルギー差を計算する手法が分子力学法である。このポテンシャルエネルギーによる力の場を分子力場というため、分子力場計算ともいう。 分子力学法での分子のイメージは原子を球として、その球をその両端の原子の種類によって強さが決まったバネで結びつけたような感じである。それぞれのバネが引きのばされたり押し縮められたりして、すべてのバネのポテンシャルエネルギーの合計が最も小さくなったところで、その分子の持つエネルギーと立体配座が決まることになる。 分子力学法は計算量が量子化学的手法に比べて少ないため、原子数の多い分子においても容易に計算結果が得られるという利点がある。しかし、原子の種類や結合様式が異なるごとに別のポテンシャルエネルギーの式を使わなければならないため、前もって準備しておくパラメータの数が非常に多くなってしまうという欠点がある。 単純な分子力学法においては分子の持つポテンシャルエネルギーEは.
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アリー・ウォーシェル
アリー・ウォーシェル(、、1940年11月20日 - )は、イスラエル・アメリカの生化学者、生物物理学者。彼は南カリフォルニア大学で化学と生化学の抜群教授を務めている。彼は2013年にノーベル化学賞を「複雑な化学系のためのマルチスケールモデルの開発」という理由でマイケル・レヴィット、マーティン・カープラスと共同受賞した。.
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アンゲヴァンテ・ケミー
アンゲヴァンテ・ケミー (Angewandte Chemie / アンゲバンテ・ヘミーとも、、「応用化学」の意) は誌であり、現在Wiley-VCHより出版されている週刊の査読付き学術雑誌である。略記はAngew.
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第一原理計算
一原理計算(だいいちげんりけいさん、英語:first-principles calculation、Ab initio calculation):第一原理に基づいて行われる計算(手法)の総称。.
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計算化学
計算化学(けいさんかがく、computational chemistry)とは、計算によって理論化学の問題を取り扱う、化学の一分野である。複雑系である化学の問題は計算機の力を利用しなければ解けない問題が多いため、計算機化学と呼ばれることもあるが、両者はその言葉の適用範囲が異なっている。 近年のコンピュータの処理能力の発達に伴い、実験、理論と並ぶ第三の研究手段と考えられるまでに発展した。主に以下の手法を用いて化学の問題を取り扱う。.
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量子力学
量子力学(りょうしりきがく、quantum mechanics)は、一般相対性理論と同じく現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する力学である。 量子力学自身は前述のミクロな系における力学を記述する理論だが、取り扱う系をそうしたミクロな系の集まりとして解析することによって、ニュートン力学に代表される古典論では説明が困難であった巨視的な現象についても記述することができる。たとえば量子統計力学はそのような応用例の一つである。従って、生物や宇宙のようなあらゆる自然現象もその記述の対象となり得る。 代表的な量子力学の理論として、エルヴィン・シュレーディンガーによって創始された、シュレーディンガー方程式を基礎に置く波動力学と、ヴェルナー・ハイゼンベルク、マックス・ボルン、パスクアル・ヨルダンらによって構成された、ハイゼンベルクの運動方程式を基礎に置く行列力学がある。ただしこの二つは数学的に等価である。 基礎科学として重要で、現代の様々な科学や技術に必須な分野である。 たとえば科学分野について、太陽表面の黒点が磁石になっている現象は、量子力学によって初めて解明された。 技術分野について、半導体を利用する電子機器の設計など、微細な領域に関するテクノロジーのほとんどは量子力学を基礎として成り立っている。そのため量子力学の適用範囲の広さと現代生活への影響の大きさは非常に大きなものとなっている。一例として、パソコンや携帯電話、レーザーの発振器などは量子力学の応用で開発されている。工学において、電子工学や超伝導は量子力学を基礎として展開している。.
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量子化学および固体物理計算ソフトの一覧
量子化学計算ソフト(りょうしかがくけいさんソフト)は量子化学的手法を実装したソフトウェアのこと。計算化学の分野において利用される。 大半のプログラムがHF法といくつかのPost-HF法を含んでいる。密度汎関数理論(DFT)や分子力学法、半経験的分子軌道法が利用できるものもある。オープンソースソフトウェアもあれば、商用ソフトウェアもある。多くのプログラムが大規模でかつ複数のプログラムに分かれており、長年開発が続けられてきたものである。.
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ONIOM
ONIOM(オニオム、our own N-layered integrated molecular orbital and molecular mechanics)法は、諸熊奎治らによって開発された計算手法である。ONIOM法は複数のレベルの手法を組み合わせるハイブリッド法であり、分子/系の異なる部分にそれぞれの手法を適用し、短縮した計算時間で信頼できる構造とエネルギーを計算することができる。扱える計算手法には非経験的手法(ab initio QM)や密度汎関数法 (DFT)、密度汎関数法に基づくタイトバインディング法 (DFTB)、半経験的手法、分子力学法 (MM) がある。階層レベルは2つ(QM/MM)や3つ(QM/QM'/MM)などが選べる。この階層構造をタマネギに例えて命名された。 ONIOM法は生体分子系や遷移金属錯体、触媒に対して特に有用である。.
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