Bases et Méthodes de la Chimie Quantique

Bases et Méthodes de la Chimie Quantique
Christine CÉZARD
Vendredi 1er juin 2007 – Séminaire interne au laboratoire
Université de Picardie Jules Verne
Faculté de Pharmacie d’Amiens
EA 3901-DMAG
Laboratoire de Chimie Organique et
Thérapeutique

La Chimie Quantique permet de calculer toutes les propriétés des molécules :
•Géométrie
•Densité électronique
•Énergie des différents conformères
La Chimie Quantique permet d‘étudier les réactions :
•Énergie d‘activation
•Mécanismes réactionnels

En Chimie Quantique, un système est défini par :
•N noyaux en mouvement
•n électrons Problème à N+n corps
Le système est décrit par une fonction mathématique ψ, la fonction d‘onde
+1 +9
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
KE
e-e repulsion
nuclear-e
attraction
n-n repulsion

•Équation de Schrödinger : Hψ= Eψ
•Hamiltonien total de la molécule
∑∑∑∑∑∑∑∑ >>
++−Δ−Δ−=
AABAB
BA
iijij iAiA
A
AA iirZZ
rr
Z1
2
1
2
1
H
Énergie cinétique
des électrons
Énergie cinétique
des noyaux
Interactions
électrons – noyaux
Interactions
électrons – électrons
Interactions
noyaux – noyaux
•Approximation de Born – Oppenheimer : mn>>> me-
Les électrons se déplacent dans un champ de noyaux fixes
∑∑∑∑∑>
+−Δ−=
iijij iAiA
A
iiel rr
Z1
2
1
HHel ψel = Eel ψel

•Équation de Schrödinger électronique : Hel ψel = Eel ψel
•Fonction d‘Onde :
→Combinaison linéaire de déterminants de Slater,
Cket φksont des paramètres.
Optimiser uniquement les spinorbitales φk→Méthodes Hartree-Fock (k=1)
Optimiser uniquement les Ck→Méthodes d‘Interaction de Configuration
Optimiser les φket les Ck →Méthodes MCSCF
∑
=Ψ
kk
Nk
C φφφ .......
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