ATOMLARIN ve İYONLARIN ELEKTRONİK YAPI HESAPLAMALARI

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
MSGSÜ Felsefe Bölümü 14 Mayıs 2013 Cemsinan Deliduman
Advertisements

Her bir kimyasal element, atom çekirdeği içerisindeki proton sayıları veya atom numarası (Z) ile karakterize edilir. Verilen bir elementin tüm atomlarında.
PARÇACIK KİNEMATİĞİ-I
Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir
Moleküler Geometri VSEPR Valens Bağ Teorisi Molekül Orbital Teori
ENERJİ, ENERJİ GEÇİŞİ VE GENEL ENERJİ ANALİZİ
Farklı Çekirdekli İki atomlu Moleküller
HİDROJEN MOLEKÜLÜ H2 Karşı bağ E(R) Bağ VBT MOT RAB (kJ/mol)
Support Vector Machines
MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ
MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ
Çok Elektronlu Atomlar
Bohr Atom Modeli.
Konu:4 Atomun Kuantum Modeli
ALİ DAĞDEVİREN/FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETMENİ
Konu:4 Atomun Kuantum Modeli
Atomik elektron yoğunluğunun yüksek enerjide durdurma gücü hesaplamalarına etkisi Mustafa Çağatay TUFAN ve Hasan GÜMÜŞ.
Çok Elektronlu Atomlar
Elektron dağılımı ve periyodik cetvel
Kimyasal Bağlar.
BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Elektrik-Elektronik Mühendisliği için Malzeme Bilgisi
Bölüm6:Diferansiyel Denklemler: Başlangıç Değer Problemleri
1 Kimyasal Bağlar. 2 Atomları birarada tutan ve yaklaşık 40 kJ/mol den büyük olan çekim kuvvetlerine kimyasal bağ denir. Kimyasal bağlar atomlardan bileşikler.
Mustafa Kösem Özkan Karabacak
Elektromanyetik Işının (Foton) Madde İle Reaksiyonu Ders:Gamma-devam
Modern kuantum mekaniği. Elementlerin periyodik tablosu.
SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ
Schrödinger Dalga Eşitliği
Polar koordinatlar Küresel sistemlerde küresel polar koordinatlar
Girginlik ve Perdeleme
KİMYASAL BAĞLAR İyonik Bağlı Bileşiklerde Kristal Yapı İyonik bağlı bileşiklerde iyonlar birbirini en kuvvetli şekilde çekecek bir düzen içinde.
KİMYASAL BAĞLAR.
SONLU ELEMANLARA GİRİŞ DERSİ
4. NÜKLEER YAPI ÖZELLİKLERİ ÇALIŞTAYI EKİM 2007,ANKARA BAZI N ~ Z OLAN ÇEKİRDEKLERDE GAMOW- TELLER GÜÇ DAĞILIMININ PYATOV YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ.
Lineer Programlama: Model Formulasyonu ve Grafik Çözümü
NÜKLEER MADDE İÇİN YENİ BİR LANDAU PARAMETRE SETİ
Bohr modeli Niels Hanrik Bohr 1911 yılında kendinden önceki Rutherforth Atom Modeli’nden yararlanarak yeni bir atom modeli fikrini öne sürdü. Bohr atom.
ATOM.
İYONLAŞMA ENERJİSİ NEDİR?
KİMYASAL BAĞLAR VE HÜCRESEL REAKSİYONLAR
ÇANKIRI KARATEKİN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
ÇANKIRI KARATEKİN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Modern Fizik 8. Bölüm Schrödinger Denklemi
GENEL KİMYA DOÇ. DR. AŞKIN KİRAZ
Kovalent Bağlar Kovalent Bağ nedir? - Kovalent bağ, bağ yapan iki atom arasında elektronların paylaşılması sonucunda oluşan kimyasal bir bağdır.
ATOM ve YAPISI.
ELEKTRON DAĞILIMI. ATOMUN YAPISI Hadi kullanacağımız şekli tanıyalım… İlk sayfa döner. İleri Film gösterimi şeklinde sunar. Geri Son sayfaya döner. Sayfa.
UYARILMIŞ HAL, KÜRESEL SİMETRİ VE İZOELEKTRONİK. ATOMUN YAPISI Hadi kullanacağımız şekli tanıyalım… İlk sayfa döner. İleri Film gösterimi şeklinde sunar.
Kuantum Teorisi ve Atomların Elektronik Yapısı
Atom Molekül Dersi (Kerem Cankoçak) Bu belgeler ders notları olarak değil, Atom Molekül Ders konularının bir kısmına yardımcı olacak materyeller olarak.
Avusturyalı Fizikçi Erwin Schrödinger, de Broglie dalga denkleminin zamana ve uzaya bağlı fonksiyonunu üst düzeyde matematik denklemi hâline getirmiştir.
ELEMENTLER ARASINDAKİ PERİYODİK İLİŞKİLER Kaynak: Fen ve Mühendislik Bilimleri için KİMYA Raymond Chang.
1 Kimyasal Bağlar Aynı ya da farklı cins atomları bir arada tutan kuvvetlere kimyasal bağlar denir. Pek çok madde farklı element atomlarının birleşmesiyle.
Plazma Plazma: gaz halindeki bir maddenin yüksek sıcaklıkta ısıtılmasıyla atomlarına ayrılması ve bu atomların dış yörüngede elektronlarının kopması ile.
Bir gün benim sözlerim bilimle ters düşerse, bilimi seçin.
MOLEKÜL ORBİTAL TEORİ Yrd. Doç. Dr. Ahmet Emin ÖZTÜRK.
Kaynak: Fen ve Mühendislik Bölümleri için KİMYA Raymand CHANG
ELEMENTLER ARASINDAKİ PERİYODİK İLİŞKİLER
Kuantum Teorisi ve Atomların Elektronik Yapısı
SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ
Kimyasal Bağlar.
KİMYASAL BAĞLAR Kimyasal Bağlar.
İYONİK BAĞ KİMYASAL BAĞ KOVALENT BAĞ
ATOM ve YAPISI Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir. Atom kendinden başka hiçbir fiziksel ya da kimyasal metotlarla kendinden.
Sunum transkripti:

ATOMLARIN ve İYONLARIN ELEKTRONİK YAPI HESAPLAMALARI Murat Ertürk

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Temel Problemler 1. Analitik Yaklaşım 2. Baz Fonksiyonu Seçimi 3. Hesaplama Sınırları 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Elektronik Yapı Hesabı için Yöntem Hartree-Fock (Self-Consistent Field) Hartree-Fock-Roothaan (Self-Consistent Field) RHF, ROHF, UHF ve DFT Eksponansiyel tipli fonksiyonlar Enerjinin eniyilemesi (optimization) Analitik Yaklaşım Baz Fonksiyonu Seçimi Hesaplama Sınırları 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

Amaç: Atom ve moleküllerin özellikleri Kimyasal Reaksiyonlar Spektroskopik veriler Ab initio Elektronik Yapı Kuramı Hartree-Fock (HF)… Elektron Korelasyonu (MP2, CI, CC, vs.) Geometrik Çözümleme Deneysel Çalışmalara Yön vermek 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Temel Problemler 1. Analitik Yaklaşım 2. Baz Fonksiyonu Seçimi 3. Hesaplama Sınırları 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Temel Problemler 1. Analitik Yaklaşım 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Temel Problem elektronların atomların, iyonların ve moleküllerin içindeyken olan davranışlarının belirlenmesi. İzole edilmiş noktasal kabul edilen iki yük arasındaki etkileşme. Coulomb Potansiyeli 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Kuantum mekaniğinde parçacıkların davranışları dalga fonksiyonu ile Temsil edilir (Dalga Mekaniği). Eğer Hamiltoniyen zamandan bağımsız ise (korunum kanunları-simetri) Dalga fonksiyonu sadece koordinatlara bağlı kısım ve zamana bağlı kısım olarak ayrılabilir. 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

Atomik Hamiltoniyenin Bazı Terimleri Çekirdek ve Elektronlar sistemi için Hamiltoniyen N elektronlu ve M çekirdekli Hamiltoniyen Atomik Hamiltoniyenin Bazı Terimleri Merkezcil alan Spin-Yörünge Aşırı ince yapı Elektrik-Magnetik alan Etkileşmeleri 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Dalga fonksiyonu Slater Determinantı ile gösterilir. Bu determinant bağımsız elektronlar modelinden faydalanılarak oluşturulur. (antisimetriktir) Spin-orbital 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Determinant Dalga fonskiyonlarına göre enerjinin beklenen değeri Enerji Dalga fonksiyonlarının ortogonallik özelliği 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Tek elektron için sorunsuz (H, H2+, He+1, Li+2,...) Çok elektronlu problem … 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Hartree Yaklaşımı Elektronlar arası etkileşmeler dikkate alınmaz (spin-spin, spin-yörünge, görelilik etkileri,…) Elektronlar arası Coulomb etkileşmesi çekirdeğin yüküne eklenerek ortalama bir potansiyel alanı oluşturulduğu kabul edilir 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Spin-orbitale göre enerjinin minimumluğu aranır. Hartree-Fock denklemleri Orbital enerji Çok elektronlu atomlarda Aranan Çözüm Fock operatörü: (doğrusal olmayan cebirsel denklemler) İterasyon yöntemi ile sayısal çözüm 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları HF denklemlerinin çözümü Coulomb Değiş-tokuş Exchange Fock operatörü: 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Hartree-Fock-Roothaan (HFR) (analitik yaklaşım) Baz fonksiyonu LCAO Kapalı kabuklu sistemler için Fock matrisi burada, k orbitalleri temsil eder ve p ,q ,r ve s ise baz fonksiyonlarını 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

HFR Self Consistent Field Fock operatörü G.Özdeğer problemi Uyum-yakınsama Enerji hesaplanır 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Açık kabuklu atom ve iyonlar için enerji Kapalı-Kapalı ve Kapalı-açık Kabuklardaki etkileşme 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Açık kabuklu atom ve iyonlar Enerjinin Minimum Olması (parametrelerin eldesi) 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Temel Problemler 1. Analitik Yaklaşım 2. Baz Fonksiyonu Seçimi 3. Hesaplama Sınırları 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Temel Problemler 2. Baz Fonksiyonu Seçimi 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Yaygın kullanılan baz fonksiyonları Moleküler sistemler için Avantajlı (Çok merkezli integraller) Kristaller için Düzlem Dalga çözümü (periyodik sistem) LCAO Slater Atom Orbitali (Baz fonksiyonu) 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Baz fonksiyonu seçimi Atom ve ikiatomlu moleküller için sayısal HF değerleri kullanılabilmektedir. Atomlara ait hesaplamalara dayanan, kompleks moleküller (Lineer, lineer olmayan, ...) için özellikle baz fonksiyonları ile analitik çözüm aranmaktadır. İki koşul baz fonksiyonu seçiminde çok önemlidir. I) Fiziksel olarak anlamlı (elektronun davranışını temsil etmeli) II) Uygulama olanağı için hesaplama avantajları olmalı.(STO, GTO farkı) 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Figure 1. The energy differences between ENSTO and EHFL as a function of atomic number Z for isoelectronic series of the atoms Be to Ne 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Gausyan tipli fonskiyonlar kullanılamaz mı? Atomlar için tek merkezli integrallerde Slater baz fonksiyonları rahatlıkla hesaplanır. Moleküler, çok merkezli integrallerde, hem integrallerin analitik ifadesi hem de hesaplama zamanına göre, Gausyan baz fonksiyonları çok yaygın olarak tercih edilen fonksiyonlardır. Baz fonksiyonlarının etkinliğinin arttırılması için neler yapılabilir? 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları single zeta Con.SZ-Imp.SZ Hesaplama: M4 (baz fonksiyonu sayısı). Baz fonksiyonları seçimi minimal double zeta / triple zeta / etc. Sonlu sayıda baz fonksiyonu kullanılabilir; HF limitine (sayısal) çözüme ulaşılamaz. 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Tam Ortonormal Baz Fonksiyonları ve Slater Baz fonksiyonu Atomlardaki ilk sonuçlar SZ için yetersiz. 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Generalized exponential functions Atomlar için daha etkin baz fonksiyonu Genelleştirilmiş üstel fonksiyon Radyal dalga fonksiyonu 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Bor atomu ve izoelektronik serisi için EGef ile EHFL sayısal sonuçlarının karşılaştırması 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Karbon atomu ve izoelektronik serisi için EGef ile EHFL sayısal sonuçlarının karşılaştırması 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Z. Phys. D 41, 111–115 (1997), Toshikatsu Koga, Katsutoshi Kanayama 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Temel Problemler 1. Analitik Yaklaşım 2. Baz Fonksiyonu Seçimi 3. Hesaplama Sınırları 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları Temel Problemler 3. Hesaplama Sınırları 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

Elektronik yapıda duyarlı ölçüm Baz fonks. (N) Minimal Complete Hamiltonian (y) Dirac-Coulomb-Breit Non-Relativistic Yöntem (x) Hartree-Fock Full CI 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları

Sabrınız için teşekkürler… Murat ERTÜRK Hüseyin AKSU Ercan ŞAHİN Ali BAĞCI 27.12.2007-Elektronik Yapı Hesaplamaları