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DFT를 이용한 이성질체 분자의 양자 계산 분석2025.12.181. 밀도범함수이론(DFT) 밀도범함수이론(Density Functional Theory)은 분자 내 전자의 거동 및 에너지를 예측하기 위한 양자역학적 계산 방법이다. 전자들의 파동함수 대신 전자의 밀도를 이용해 물질을 분석함으로써 슈뢰딩거 방정식을 효과적으로 계산할 수 있다. Born-Oppenheimer approximation과 Kohn-Sham Density Functional Theory 등의 가정을 사용하여 효율적인 계산을 진행한다. 본 실험에서는 ORCA 계산 프로그램으로 Grimme's 3-corrected Hatre...2025.12.18
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계산화학개론2025.01.231. 양자화학 양자화학(Quantum Chemistry)은 Planck 가설, de Broglie의 물질파 이론, Heisenberg의 불확정성 원리에서 출발하여 Schrodinger 방정식을 풀어 그 해를 구하는 화학의 한 분야입니다. 입자의 에너지는 에너지 준위라고 하는 불연속적 값으로만 한정되어 양자화 되어있습니다. 2. Born-Oppenheimer 근사법 Born-Oppenheimer 근사법에서는 2원자 분자의 경우 핵간 거리를 정해 놓고, 해당 거리에서의 전자에 대한 Schrodinger 방정식을 계산합니다. 이를 통해 ...2025.01.23
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A+ 물리화학실험-계산화학 실습 (Gaussian View) 실험 보고서2025.01.071. 계산화학 계산화학은 화학 전체를 크게 나누는 분류 중 하나인 물리화학 분야에 속하는 이론 물리화학의 한 부분이다. 이론 모형을 기반으로 개발된 컴퓨터 프로그램을 연구대상인 분자에 적용하여 모사실험을 수행한 후, 그 결과를 분석하는 것이 계산화학 분야 연구의 주요 내용이다. 계산화학은 실제 실험에서의 제한 조건에서 자유롭기 때문에, 일반 조건에서 안정하게 존재하는 분자들뿐만 아니라 불안정한 중간체나 전이 상태까지도 다룰 수 있다. 또한 실험으로는 얻기 어려운 분자의 내부 구조에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 이를 바탕으로 미지 ...2025.01.07
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가우시안 계산을 이용한 분자 구조 분석2025.11.131. Gaussian 계산 프로그램 Gaussian은 물리화학에서 널리 사용되는 계산 프로그램으로, 분자의 전자구조, 기하학적 최적화, 분광학적 성질 등을 계산할 수 있다. Gaussview는 그래픽 인터페이스를 제공하여 분자 모델링을 용이하게 하며, 분자 구조 입력, 계산 매개변수 조정, 계산 실행, 결과 분석의 순서로 작동된다. 2. 밀도범함수이론(DFT) DFT는 전자의 밀도를 기반으로 분자의 에너지와 전자구조를 계산하는 양자역학적 방법이다. 초기 밀도 추정, 퍼텐셜 계산, 밀도 계산 순서로 진행되며, 전자 상관을 부분적으로 ...2025.11.13
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계산화학을 이용한 H2 분자의 전자 구조 분석2025.12.151. 양자화학 계산 방법론 HF-SCF, B3LYP(DFT), MP2, CCSD(T) 등 다양한 양자화학 계산 방법을 H2 분자에 적용하여 비교 분석했다. CCSD(T)는 전자 상관관계를 고려하여 가장 정확한 결과를 제공하며, 최종 단일점 에너지가 -0.9997로 -1에 가장 가깝다. DFT(B3LYP)는 계산 속도가 빠르고 정확도도 높아 화학자들 사이에서 널리 사용된다. 각 방법은 전자 상관 효과 고려 여부와 계산 복잡도에서 차이를 보인다. 2. 분자 구조 최적화 및 에너지 계산 Avogadro 프로그램을 사용하여 H2 분자의 입...2025.12.15
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Quantum Calculation2025.01.231. 계산화학 본 실험에서는 계산화학적 방법을 사용해 구조 최적화와 UV/vis absorption spectra를 분석했다. 계산화학은 직접 관찰하거나 계산하기 어려운 화학 영역을 컴퓨터를 활용해 분석하는 분야로, 주로 분자동력학과 양자계산으로 나뉜다. 양자계산은 슈뢰딩거 방정식을 풀어 정보를 얻는 방법이지만, 전자 수가 많아지면 해석적 해를 구하기 어려워 Born-Oppenheimer 근사를 통해 계산을 진행한다. 구조 최적화는 에너지의 gradient가 최소가 되는 global minimum을 찾는 과정이며, DFT는 전자 밀...2025.01.23
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물리분석실험 quantum calculation 결과 레포트2025.04.291. E-form과 Z-form의 에너지 차이 Orca 프로그램의 HF-3c 방법으로 5,6-dihydrodibenzo[c,g][1,2]diazocine의 두 isomer형태인 E와 Z form의 에너지 차이를 계산한다. E form의 Final Gibbs free energy 는 -641.56273009 Eh이고, Z form의 Final Gibbs free energy 는 -641.58659495 Eh이다. 두 형태의 energy 차이는 0.02386486 Eh이며, 이 값은 62.657194703 kJ/mol, 14.97542...2025.04.29
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Gaussian 계산을 이용한 분자 특성 분석2025.11.131. UV-Vis 스펙트럼 분석 Ethanol의 UV-Vis 스펙트럼을 분석하여 여러 파장에서의 여기 상태 에너지를 측정했다. 파장 156.8nm에서 가장 큰 진동자 강도를 보였으며, 에너지와 파장은 반비례 관계를 나타낸다. 진동자 강도는 복사 전이의 세기를 나타내는 지표로, 값이 클수록 전이 확률이 높다. 2. 결합 해리 에너지(BDE) HCl 분자의 결합 해리 에너지를 Gaussian 계산으로 구했다. 전체 분자의 에너지에서 각 라디칼의 에너지를 빼는 방식으로 계산하며, 결합이 끊어지는 데 필요한 에너지를 나타낸다. 계산 결과 ...2025.11.13
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전산공학 시뮬레이션 실험2025.01.101. Building organic molecules Materials studio 프로그램의 기능을 학습하여 다양한 분자들을 그려보고 그 분자들의 화학명과 밀도를 알아보았습니다. 실험 결과 화학명과 밀도를 확인할 수 있었고, 이를 통해 새로운 세계를 경험한 느낌이 들었습니다. 특히 수소를 결합시켜 주는 기능과 구조를 최적화하는 기능이 인상 깊었습니다. 다만 Phenanthrene을 그리는 과정에서 공명구조가 이상하게 나타나 오류가 발생했는데, 이는 materials studio의 기능이 익숙하지 않아서인지 아니면 프로그램의 한계인...2025.01.10
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컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 실험2025.12.151. 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 컨쥬게이션 염료는 이중 결합과 단일 결합이 번갈아 나타나는 구조로, π 전자가 분자 전체에 비편재화되어 있다. 이러한 구조로 인해 HOMO와 LUMO 사이의 에너지 차이가 감소하며, 컨쥬게이션이 길수록 더 긴 파장의 빛을 흡수한다. 가시광선 영역(약 170~300 KJ/mol)의 에너지를 흡수하여 눈으로 확인할 수 있는 색을 띤다. 흡수 스펙트럼은 컨쥬게이션 사슬을 따라 존재하는 π 전자들의 전자 전이로부터 기원하며, 흡수 파장은 전자 에너지 준위들의 간격에 의존한다. 2. Hans Kuhn의 ...2025.12.15
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