Dynamique moléculaire ab initio en base locale PDF Download
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Book Description
Ce mémoire traite de la dynamique des molécules envisageant une description classique pour les noyaux et quantique pour la structure électronique. Les approches “Born-Oppenheimer” et “Car-Parrinello” sont discutées et un nouvel algorithme est présenté puis validé de par la bonne conservation de l'énergie totale au cours du temps. Il est ensuite étendu pour simuler l'ensemble canonique et appliqué à la détermination de caractéristiques spectroscopiques de systèmes moléculaires. L'estimation de quantités, telle l'énergie libre, est considérée à l'aide de la théorie de l'ensemble “blue-moon”. Cette méthode est appliquée à deux réactions chimiques, mettant en évidence la mise en défaut de l'approche traditionnelle basée sur l'approximation harmonique. Enfin, l'estimation de l'énergie de point zéro au delà de cette approximation est abordée.
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Ce mémoire traite de la dynamique des molécules envisageant une description classique pour les noyaux et quantique pour la structure électronique. Les approches “Born-Oppenheimer” et “Car-Parrinello” sont discutées et un nouvel algorithme est présenté puis validé de par la bonne conservation de l'énergie totale au cours du temps. Il est ensuite étendu pour simuler l'ensemble canonique et appliqué à la détermination de caractéristiques spectroscopiques de systèmes moléculaires. L'estimation de quantités, telle l'énergie libre, est considérée à l'aide de la théorie de l'ensemble “blue-moon”. Cette méthode est appliquée à deux réactions chimiques, mettant en évidence la mise en défaut de l'approche traditionnelle basée sur l'approximation harmonique. Enfin, l'estimation de l'énergie de point zéro au delà de cette approximation est abordée.
Author: Dominik Marx Publisher: Cambridge University Press ISBN: 1139477196 Category : Science Languages : en Pages : 503
Book Description
Ab initio molecular dynamics revolutionized the field of realistic computer simulation of complex molecular systems and processes, including chemical reactions, by unifying molecular dynamics and electronic structure theory. This book provides the first coherent presentation of this rapidly growing field, covering a vast range of methods and their applications, from basic theory to advanced methods. This fascinating text for graduate students and researchers contains systematic derivations of various ab initio molecular dynamics techniques to enable readers to understand and assess the merits and drawbacks of commonly used methods. It also discusses the special features of the widely used Car–Parrinello approach, correcting various misconceptions currently found in research literature. The book contains pseudo-code and program layout for typical plane wave electronic structure codes, allowing newcomers to the field to understand commonly used program packages and enabling developers to improve and add new features in their code.
Author: Petr Carsky Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3642931405 Category : Science Languages : en Pages : 256
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Until recently quantum chemical ab initio calculations were re stricted to atoms and very small molecules. As late as in 1960 Allen l and Karo stated : "Almost all of our ab initio experience derives from diatomic LCAO calculations ••• N and we have found in the litera ture "approximately eighty calculations, three-fourths of which are for diatomic molecules ••• There are approximately twenty ab initio calculations for molecules with more than two atoms, but there is a decided dividing line between the existing diatomic and polyatomic wave functions. Confidence in the satisfactory evaluation of the many -center two-electron integrals is very much less than for the diatom ic case". Among the noted twenty calculations, SiH was the largest 4 molecule treated. In most cases a minimal basis set was used and the many-center two-electron integrals were calculated in an approximate way. Under these circumstances the ab initio calculations could hard ly provide useful chemical information. It is therefore no wonder that the dominating role in the field of chemical applications was played by semiempirical and empirical methods. The situation changed essentially in the next decade. The problem of many-center integrals was solved, efficient and sophisticated computer programs were devel oped, basis sets suitable for a given type of problem were suggested, and, meanwhile, a considerable amount of results has been accumulated which serve as a valuable comparative material. The progress was of course inseparable from the development and availability of computers.
Author: D. B. Cook Publisher: Butterworth-Heinemann ISBN: 1483161218 Category : Science Languages : en Pages : 282
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Ab Initio Valence Calculations in Chemistry describes the theory and practice of ab initio valence calculations in chemistry and applies the ideas to a specific example, linear BeH2. Topics covered include the Schrödinger equation and the orbital approximation to atomic orbitals; molecular orbital and valence bond methods; practical molecular wave functions; and molecular integrals. Open shell systems, molecular symmetry, and localized descriptions of electronic structure are also discussed. This book is comprised of 13 chapters and begins by introducing the reader to the use of the Schrödinger equation to solve the electronic structure of molecular systems. This discussion is followed by two chapters that describe the chemical and mathematical nature of orbital theories in quantum chemistry. Two general ways of using chemical and physical information in looking for approximate solutions of the Schrödinger equation are highlighted: model approximations and numerical approximations. Attention then turns to atomic orbitals as the basis of a description of molecular electronic structure; practical molecular wave functions; and a general strategy for performing molecular valence calculations. The final chapter examines the nature of the valence electronic structure by using invariance with respect to transformations among the occupied molecular orbitals and among the atomic orbitals. This text will be of interest to students and practitioners of chemistry, biochemistry, and quantum mechanics.
Author: Robert Mulliken Publisher: Elsevier ISBN: 0323160077 Category : Science Languages : en Pages : 214
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Diatomic Molecules: Results of Ab Initio Calculations provides the results obtained from quantum-mechanical calculations on the electronic structure of diatomic molecules. This six-chapter text also discusses the related concepts of ab initio calculation methods. This book considers first the primary methods used in the computation of molecular wave functions and of related properties. This topic is followed by discussions on the linear combination of atomic orbital and linear combination of mixed atomic orbital approximations and basis sets; electronic population analysis; spectroscopic transition probabilities; and the nature of chemical bonding. The remaining chapters examine the features of various theories that become prominent when two or more electrons are present, or are important in hydrides or homopolar and heteropolar molecules. This text will be of great value to organic and inorganic chemists and physicists.
Author: Peter Entel Publisher: World Scientific ISBN: 9814493449 Category : Science Languages : en Pages : 356
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This volume contains contributions from cooperative research activities in physics and chemistry and addresses heterogeneous systems like atoms and molecules in complex environments, dye molecules like the retinal chromophore in the protein box of the human eye, interacting atoms/molecules in the interlayer of adsorbed structures, nucleation and domain formation processes in magnetic and martensitic systems. The particular aim of the contributions is to deduce the connection between different grades of heterogeneity and to bridge the gap between chemicals and heterogeneity on the atomic scale, and the physics of macroscopically heterogeneous systems. Besides the diverse experimental tools employed in the investigations, accompanying theoretical investigations range from ab initio molecular dynamics studies of the microscopic systems to Monte-Carlo simulations of the larger-scale problems.
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LE BUT DE CETTE THESE EST L'ETUDE DES AGREGATS METALLIQUES DE SODIUM PAR LA SIMULATION NUMERIQUE. NOUS AVONS DEVELOPPE DEUX CODES DE CALCULS DE DYNAMIQUE MOLECULAIRE AB INITIO EN FONCTIONNELLE DE DENSITE. LE PREMIER SE FONDE SUR LE MODELE SEMI-CLASSIQUE DE THOMAS-FERMI ETENDU. LA RESOLUTION EST EN ESPACE REEL ET UTILISE LA METHODE CAR-PARRINELLO. SON COUT EST EN O(N), ET NOUS AVONS MIS AU POINT UN PSEUDOPOTENTIEL QUI ACCELERE LE CALCUL. AU SACRIFICE DES EFFETS DE COUCHE, NOUS POUVONS ETUDIER UN VASTE ENSEMBLE D'AGREGATS. NOUS MONTRONS ALORS QU'AVEC UN MINIMUM D'AJUSTEMENTS, LES AGREGATS DE SODIUM SUIVENT UNE ENERGETIQUE GOUTTE LIQUIDE. NOUS AVONS ETUDIE LES MODES VIBRATOIRES DE COMPRESSION ET DE SURFACE, AINSI QUE LA REPARTITION DE LA CHARGE. NOUS MONTRONS QUE L'ENERGIE DE SURFACE DES AGREGATS EST TRES SENSIBLE A LA TEMPERATURE, ET QUE LEUR POINT DE FUSION EST PLUS BAS QUE CELUI DU SOLIDE. NOUS AVONS EXTRAIT DES BARRIERES DE FISSION GRACE A UNE METHODE DE CONTRAINTE. LE DEUXIEME CODE EST BASE SUR LE MODELE QUANTIQUE DE KOHN-SHAM. LA RESOLUTION EST EN ESPACE REEL, ET SON CUR EST LE COUPLAGE DE L'ALGORITHME DU POINT FIXE DE BROYDEN POUR L'AUTO-COHERENCE AVEC L'ALGORITHME ITERATIF DE LANCZOS-DAVIDSON POUR LE PROBLEME PROPRE. CETTE METHODE POSSEDE UN COUT BEAUCOUP PLUS ELEVE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS OPTIMISE LES STRUCTURES DE PLUS BASSE ENERGIE DES PETITS AGREGATS ET CALCULE LEUR ENERGETIQUE. L'ACCORD AVEC DES TRAVAUX ANTERIEURS EST EXCELLENT. PUIS NOUS AVONS ETUDIE LA DYNAMIQUE DES AGREGATS TRES CHARGES. NOUS MONTRONS QUE LA FISSION PEUT ETRE EXTREMEMENT SENSIBLE AUX CONDITIONS INITIALES. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE POUR LA PREMIERE FOIS, QUE LES SYSTEMES DE GRANDE FISSILITE MULTIFRAGMENTAIENT AVEC L'EMISSION PREFERENTIELLE DE MONOMERES SUR DES ECHELLES DE TEMPS INFERIEURES A LA PICO-SECONDE. CES RESULTATS ONT PU ETRE OBTENUS GRACE AU DEVELOPPEMENT D'UNE METHODE ORIGINALE DE MAILLAGE ADAPTATIF DONT LA GEOMETRIE SUIT CELLE DU SYSTEME LORS DE LA FRAGMENTATION.
Author: Konstantin S. Smirnov Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 189
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Une synthèse des 'résultats des études des aluminosilicates microporeux (zéolithes et argiles). par la méthode de dynamique moléculaire est présentée. La première partie du mémoire est consacrée aux modélisations de la dynamique de réseaux des solides en utilisant le modèle de champ de forces de type de valence généralisé. Une méthode pour le choix des paramètres de potentiels effectifs basée sur des calculs de chimie quantique ab initio a été proposée. L'application du champ de forces ainsi obtenu, à l'étude de la dynamique vibrationnelle des zéolithes et des argiles a mis en évidence la complexité de cette dynamique et, pour certaines structures, a permis l'attribution complète des spectres de ces solides. Ces études ont été complétées par la simulation de la dynamique des cations extra-réseau dans des systèmes zéolithiques. La deuxième partie présente les études du comportement des molécules adsorbées dans l'espace poreux des aluminosilicates. Pour ces études un modèle de champ de forces étendu prenant en compte l'effet de la polarisation des atomes par son environnement a été développé sur la'base de la méthode d'égalisation des électronégativités. Ce modèle a été utilisé dans la simulation des molécules adsorbées dans des zéolithes. Les résultats de modélisation montrent que (i) la topologie particulière du réseau zéolithique a une influence forte sur la distribution des charges dans les molécules et par conséquent, sur leur réactivité et que (ii) l'environnement local des sites actifs du réseau joue un rôle important pour la structure et pour la dynamique des complexes d'adsorption. Les études de modélisation des argiles hydratées sont parmi les premiers travaux où la structure et la dynamique des molécules d'eau dans l'espace interlamellaire ont été étudiées de façon détaillée au niveau microscopique avec un bon accord avec les données expérimentales. La résolution de problèmes méthodologiques, qui a accompagnée le développement des logiciels de simulation et l'élargissement de leurs domaines d'application, a permis d'acquérir un savoir-faire important dans la modélisation moléculaire.
Author: Christophe Raynaud (chimiste).)
Author: Christophe Raynaud (chimiste).)
Author: Dominik Marx
Author: Petr Carsky
Author: D. B. Cook
Author: Robert Mulliken
Author: Peter Entel
Author: 
Author: Andrea Trave
Author: PHILIPPE.. BLAISE
Author: Konstantin S. Smirnov