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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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계산화학을 이용한 F2와 N2 분자의 에너지 및 오비탈 분석2025.11.141. Hartree-Fock 방법과 계산화학 본 실험에서는 uchem 4.02 프로그램을 사용하여 Hartree-Fock 방법으로 F2와 N2 분자의 에너지를 계산했다. 메모리 300, basis set 6-31G를 사용했으며, 거리에 따른 분자의 총에너지와 오비탈 에너지를 측정했다. Hartree-Fock 방법은 변분 원리에 기초하여 최소에너지 상태를 구하는 자체 일관된 장(SCF) 방법으로, Fock 연산자는 전자의 독립적 해밀토니안, Coulomb 연산자, Exchange 연산자로 구성된다. 2. 분자 결합길이 및 결합에너지 ...2025.11.14
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A+ 물리화학실험1 <Exp 10. Analyzing Electronic Structure of Small Organic Molecules using PySCF> 레포트2025.01.201. Hartree-Fock 방법 Hartree-Fock 방법은 전자 파동함수를 기술하기 위해 이론적인 파동함수를 사용하여 시스템의 전자 에너지를 계산하는 것을 목표로 한다. Variational principle을 이용한 HF method는 전자 사이의 상호작용을 평균적인 전기장으로 취급하여 각 전자의 운동을 독립적으로 다룬다. 이 방법은 가장 간단하고 빠르지만, 전자 간의 상관관계를 정확히 반영하지 않기 때문에, 원자번호가 커질수록 오차가 커진다. 2. Basis set Basis set은 분자 궤도함수를 나타내기 위하여 사용되...2025.01.20
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화학실험(A+보고서) - 계산화학실습2025.05.111. H2 구조 최적화 수소 분자의 구조 최적화 결과를 분석하였다. ab initio 방법을 이용하여 수소 동핵이원자 분자의 구조 최적화를 실시하였으며, 수소 분자의 에너지, 결합 에너지, 분자 오비탈 구조 등을 확인하였다. 수소 분자의 결합 길이와 결합 에너지는 이론값과 비교적 잘 일치하였다. 2. He2 구조 최적화 헬륨 분자(He2)의 구조 최적화 결과를 분석하였다. ab initio 방법을 이용하여 헬륨 동핵이원자 분자의 구조 최적화를 실시하였으며, 헬륨 분자의 에너지, 결합 에너지, 분자 오비탈 구조 등을 확인하였다. 모든...2025.05.11
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계산화학실습 결과보고서2025.01.141. H2와 He2 분자의 결합 길이 및 결합 에너지 계산 계산 결과 H2 분자의 결합 에너지는 이론값과 약 22% 오차가 있었으며, 결합 길이는 실제값과 약 1.3% 오차로 잘 일치했습니다. 반면 He2 분자는 결합을 형성하지 않는 것으로 나타났습니다. 이는 Hartree-Fock 방법의 한계인 전자 상관 효과를 고려하지 않는 점과 관련이 있습니다. 2. H2와 He2 분자의 퍼텐셜 에너지 곡면(PES) 분석 H2 분자의 PES에서는 결합 길이 증가에 따라 퍼텐셜 에너지가 감소하다가 최소값을 가지는 퍼텐셜 우물이 관찰되었습니다. ...2025.01.14
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동국대학교 화학과 물리화학실험 분자의 구조 및 에너지 예측 레포트2025.01.231. 계산화학 계산화학(Computational Chemistry)은 컴퓨터를 이용해 이론 계산을 하고 복잡한 화학ㆍ물리 현상을 분자 수준에서부터 해명하려는 것이다. 컴퓨터 화학에는 분자궤도(MO; Molecular Orbital) 계산, 계산기 시뮬레이션, 데이터베이스의 3개 영역이 포함된다. 분자궤도 계산은 이론적으로 도출한 파라미터를 사용하는 애비니시오(abinitio)법이 주된 내용을 이루고 있으며, 분자의 구조나 에너지를 계산한다. 2. 분자 구조 및 에너지 계산 이번 실험에서는 H2O 분자의 구조와 에너지를 다양한 bas...2025.01.23
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계산화학 실습2025.05.111. 계산화학 화학실험을 통해 화학에 대한 지식을 넓힐 수 있었지만, 실험이나 수학적 방법으로 알기 어려운 부분들이 존재한다. 화학자들은 컴퓨터를 사용하는 계산화학이라는 학문을 통하여 실제에 가까운 계에 대한 해결을 시도하게 되었다. 본 실험에서는 양자화학 방법론을 이용하여 N2, He2, O2의 최적화된 구조를 결정하고, 이때의 결합 길이와 결합 에너지를 알아보았다. 이후 결합 길이를 조정하여 이에 따른 결합 에너지 그래프인 퍼텐셜 에너지 곡면 그래프를 그려보았다. 2. 분자 오비탈 분자 오비탈에서 결합 차수 (bond order...2025.05.11
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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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서울대학교, 화학실험, 만점, A+, 계산화학실습 예비보고서2025.01.291. Hartree-Fock method Hartree-Fock method는 양자화학적 분자의 전자 구조 계산 방법으로, 슈뢰딩거 방정식을 풀기 위해 이를 전자 하나에 대한 방정식으로 변형한 후, 다른 전자가 미치는 영향을 평균적으로 근사하여 적용한다. 이를 통해 분자의 전자구조를 계산하고, 전자의 에너지와 분포를 예측할 수 있다. 2. 분자간 상호작용 분자간 힘(intermolecular force)은 분자 사이에서 발생하는 상호작용으로, 수소결합, 반데르발스 힘, 쌍극자간 상호작용, Coulomb force 등으로 존재한다. ...2025.01.29
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전자구조 방법을 이용한 계산화학2025.11.131. 1,2-Dichloro-1,2-Difluoroethane 입체이성질체의 에너지 계산 GaussView 프로그램을 사용하여 1,2-Dichloro-1,2-Difluoroethane의 RR형과 meso형 입체이성질체를 생성하고 RHF/6-31G(d) 방법으로 에너지를 계산했다. RR형의 전체 에너지는 -749683.844 kcal/mol, meso형은 -749685.451 kcal/mol로 약 1.607 kcal/mol의 차이가 있으며, 이는 C-C 단일결합 회전 시 Cl과 F 원자의 입체장애로 인한 것이다. RR형의 쌍극자 모멘...2025.11.13
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