نظرية دالية الكثافة

أ. م. د. بلال كمال احمد الراوي قسم الفيزيـاء

sc.bilal_alrawi@uonbar.edu.iq

  الصفحة الرسمية الالكترونية للكاتب

تعتبر نظرية دالية الكثافة واحدة من اقوى النظريات التي تعطي دقة فائقة لنظرية Ab -initio  و يستعمل المصطلح اللاتيني ab-initio  للحسابات المشتقة مباشرة من الاساسيات النظرية ويشير بشكل تقريبي الى حسابات ميكانيك الكم . تستعمل طريقة الحساب التام لتحديد الطاقة الكلية بالتراكيب الجزيئية . والتي يمكن تصنيف طرائق الحساب التام للتركيب الإلكتروني الى ثلاثة طرائق , طرائق هارتري –فوك , وطرائق مابعد هارتري – فوك وطرائق متعددة المصدر , وان ابسط انواع الطرائق هي طريقة هارتري – فوك , حيث تعتمد هذه الطريقة على نظرية التغيير , وان الطاقات التقريب الناتجة تساوي او اكبر من الطاقة المضبوطة . الوظائف التي تستخدم غالبا هي مجموعة من المدارات الخطية سلاتراو الغاوسي، وتتشكل وظيفة الموجة من المجموعات الخطية المدارية او من وظيفة الاساسية , فان معظم الحسابات HF تعطي طاقة محسوبة اكبر من حد  Hartree-  Fock . بالاعتماد على معادلة شرودنجر يتم استخدام توابت مثل سرعة الضوء , وثابت بلانك , وكتلة كل من الإلكترون والنواة , ويتم استخدام Ab-initio لحساب مجموعة متنوعة من الخصائص . ان حزم البرامج المتاحة حاليا تتمتع بالقدرة على اجراء حسابات Ab-initio , وهذا لايعني انه تم حل معادلة شرودنجر, بل اختيار طريقة التي تمكن من  تقريب معقول لحل معادلة شرودنجر. تتميز طريقة Ab-initio الاكثر دقة من بين جميع الطرق المتاحة حاليا, ولايمكن تطبيق هذه الطريقة لا على الأنظمة الصغيرة , حيث ان هذا النوع من الحساب يتطلب الكثير من الوقت , ووجود حواسيب ذات ذاكرة كبيرة وسرعة عالية جدا . أوضحت  السنوات الاخيرة تطورا في  برامج الحساب , حيث ظهرت في الوقت الحالي انواع مختلفة من البرمجيات ومنها سلسلة برامج كاوسين Gaussian)) حيث تظهر نتائج الحساب بطريقة الحل التام للترددات الاهتزاز والطيف الإلكتروني قيم مقاربة تماما للقيم التجريبية حيث تستخدم النظرية من الذرات والجزيئات التي تحتوي على المواد الثقيلة والمواد الصلبة الى النوى والسوائل الكمومية والكلاسيكية , تتنبا نظرية دالية الكثافة بمجموعة كبيرة من الخصائص الجزيئية , التركيب الجزيئي , طاقات الانحلال , الترددات الاهتزازية , الخواص الكهربائية والمغناطيسية , بالإضافة الى طاقات التاين ..... الخ. أن ميزة استخدام نظرية دالية الكثافة على دالة الموجة في تقليل الابعاد كثيرا , مما يتيح امكانية تطبيقها على مئات او الاف من الذرات , لهذ السبب اصبحت DFT)) أداة شائعة في حسابات المبادى الاولى التي تهدف الى وصف والتنبؤ بخصائص أنظمة المادة الجزيئية . الوظيفة هي وظيفة تحددها وظيفة اخرى اي تستخدم نظرية دالية الكثافة للحصول على طاقة كثافة الالكترون . وبالتالي فان الدالة الموجية وكثافة الالكترون هي وظائف , في حين ان الطاقة التي تعتمد على دالة الموجة او كثافة الالكترون هي وظيفة.