동국대학교 화학과 물리화학실험 분자의 구조 및 에너지 예측 레포트

소개

동국대학교 화학과 물리화학실험 분자의 구조 및 에너지 예측 레포트

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목차

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본문내용

실험 이론

1) 계산화학(Computational Chemistry)
컴퓨터를 이용해 이론 계산을 하고 복잡한 화학ㆍ물리 현상을 분자 수준에서부터 해명하려는 것이다. 컴퓨터 화학에는 분자궤도(MO; Molecular Orbital) 계산과 계산기 시뮬레이션, 그리고 데이터베이스의 3개영역이 포함된다. 첫 번째 영역인 분자궤도 계산은 이론적으로 도출한 파라미터(매개변수)를 사용하는 애비니시오(abinitio)법이 주된 내용을 이루고 있으며, 분자의 구조나 에너지를 계산한다. 두 번째 영역인 계산기 시뮬레이션은 액체와 고체, 유리, 단백질이나 생체막과 같은 분자집단의 성질을 계산하는 것으로, 분자를 구(원자)와 용수철(결합)에 근사시켜 그 에너지를 계산하는 분자역학(MM; Molecular Mechanism)법과 통계역학의 분배함수(계의 열역학적 성질을 도출할 수 있는 함수)의 계산을 실행하는 몬테카를로(MC; Monte Carlo)법, 분자집단계의 운동방정식을 풀어서 각기의 분자 궤적을 구하는 분자동력학(MD; Molecular Dynamics)이다. 세 번째 영역은 데이터베이스로, 방대한 수의 화합물을 다루는 화학에서는 화합물의 데이터베이스 구축과 운용이 극히 중요한 위치를 차지한다.

2. 계산 화학에 필요한 프로그램
​계산화학에 쓰인 프로그램은 Gaussian, GAMESS, MOPAC, Spartan, Sybyl 등이 있다. 이러한 프로그램들은 Schrodinger 식을 통해 원자와 분자의 수학적 모델을 제시해 준다. 이러한 계산화학분야 관련 프로그램을 활용하여 전자 구조의 결정, 위상 최적화(geometry optimization), 진동수 계산, 전이 구조, 단백질 계산, 전자와 전하 분포, 위치에너지를 모델링 할 수 있다.

주의사항:
초기 구조 설정에 유의한다. 연산 과정이 불필요하게 늘어날 수 있다.

참고자료

· Wikipedia<Basis set>, https://en.wikipedia.org/wiki/Basis_set_(chemistry), 2020.04.01접속
· 김 남 석․윤 성 호†․박 규 순, 국민대학교 자연과학대학 생명나노화학과,<계산화학의 소개>, Seoul 136-702, Korea
· 계산화학의 모든 것, IBS, https://www.ibs.re.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000901/selectBoardArticle.do?nttId=15438, 2020.04.01.접속