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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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계산화학 구조 최적화 실습2025.12.181. Hartree-Fock 방법 양자화학에서 다전자 원자의 슈뢰딩거 방정식을 풀기 위해 사용되는 방법이다. 분석 대상 전자 외의 전자들에 의한 반발력을 근사하여 다전자 슈뢰딩거 방정식을 슬레이터 행렬식으로 표현한다. 에너지 값 계산은 정확하지 않지만 분자의 구조와 오비탈 분석에 유용하게 사용된다. Post-HF와 DFT 등의 다른 양자화학 방법도 존재한다. 2. 기저 함수 집합 분자 오비탈을 원자 오비탈의 집합으로 해석하는 LCAO 근사에서 사용된다. Split-valence는 원자가 전자와 내부 전자를 다르게 처리하고, 편극 함...2025.12.18
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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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양자화학 계산을 이용한 분자 구조 최적화 실습2025.12.181. Hartree-Fock 방법 양자화학의 주요 계산 방법으로, 다른 전자와 원자핵의 영향을 단순화하여 전자의 파동함수를 구한다. 분자의 정확한 에너지 값을 완벽하게 구할 수는 없지만, 적은 오차로 분자 구조를 분석할 수 있어 실용적이다. 원자가 전자만 고려하고 전자 간 상호작용을 평균을 활용한 방식으로 계산하므로, 전자가 많아질수록 계산의 오차가 커진다는 한계가 있다. 2. 분자 구조 최적화 및 에너지 계산 ORCA 프로그램을 이용하여 H2O, NH3, CH4, HF 등의 단분자와 이분자 구조를 최적화하고 결합 길이, 결합각, ...2025.12.18
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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_물리분석실험_Quantum Calculation(2024)2025.01.231. Quantum Calculation 실제 계에서는 다양한 원자 혹은 분자가 끊임없이 상호작용하고 있기 때문에 정확한 계산을 하기 어렵다. 컴퓨터를 이용하여 근사적인 계산 방법을 이용하는데 이번 실험에서는 TD-DFT(time dependent density functional theory)를 이용한다. ORCA software와 AVOGADRO를 이용했으며 basis set으로 hybrid functional의 일종인 B3LYP를 입력하여 hexane 용매 속 5,6-dihydrodibenzo[c,g][1,2]diazocine...2025.01.23
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계산화학을 이용한 분자의 전자 구조 분석2025.12.151. 계산화학(Computational Chemistry) 계산화학은 컴퓨터를 이용하여 이론화학의 문제를 다루는 화학 분야로, 1970년대에 새롭게 떠오른 학문이다. 분자, 원자, 원자 구성 입자들을 나타내는 수학 방정식의 컴퓨터 조작을 통해 입자의 행동을 연구한다. 주요 분야는 전자 구조 계산, 분자 역학, 양자역학과 분자역학의 복합 방법, 분자 동역학 등이 있다. 장점은 실험에 비해 비용이 적고 빠른 시간 내 결과를 도출할 수 있으나, 정확한 초기 데이터가 필요하고 수학적 모델 근사화로 인해 결과 정확성이 달라질 수 있다. 2....2025.12.15
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계산화학실습: 양자화학 및 분자 구조 최적화2025.12.131. Hartree-Fock 방법 양자역학 프로그램의 전자 구조 방법으로, 슈뢰딩거 방정식을 근사적으로 풀기 위한 방법이다. 전자의 에너지가 최소가 되는 최적의 spin orbital을 찾으며, 다전자 시스템에서 한 전자를 기준으로 다른 전자들의 평균장을 계산한다. Self-consistency에 도달할 때까지 반복적으로 수행되며, 고정된 핵 좌표에서의 에너지를 구할 수 있다. 2. 분자 오비탈(MO) 및 HOMO-LUMO 분자 내 전자의 공간적 분포를 나타내며, 파동함수의 제곱으로 표현된다. Bonding orbital은 같은 위...2025.12.13
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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