الكيمياء الحاسوبية Computational chemistry هي أحد فروع الكيمياء النظرية التي تهدف إلى ابتكار تقريبات approximation رياضية فعالة لحل مسائل الكيمياء النظرية بأسرع وقت و أقل كلفة و وضع خوارزميات و برامج حاسوبية تقوم بحساب خصائص الجزيئات مثل الطاقة الكلية ، العزم الثنائي القطب و العزم الرباعي القطب quadrupole moment ، الترددات الاهتزازية ، قابلية التفاعل reactivity و غيرها من الخصائص الكميات المطيافية spectroscopy و المقاطع العرضية لتصادم الجزيئات مع جزيئات ذات مساقط ذرية و تحت ذرية مختلفة .
يشكل الكيمياء الحاسوبية تداخلا بين علوم الحاسب و الكيمياء لإعطاء حلول سريعة و عاجلة لبعض القضايا التي تواجه الكيمياء و تساعدها على توفير الوقت و المال .
مصطلح كيمياء نظرية يمكن ان يزودنا بوصف رياضي للكيمياء ، في حين نستخدم مصطلح كيمياء حاسوبية عندما تكون الطريقة الرياضية قم تم تطويرها بشكل كاف ليتم تطبيقها باستخدام حاسوب . طبعا نحن لا نتحدث هنا عن حل دقيق أو كامل لأن قلة قليلة من مسائل الكيمياء يمكن ان تحل بدقة ، تقريبا معظم مسائل الكيمياء يمكن ان توصف بمخطط تحسيبي كمي تقريبي أو كيفي .
من حيث المبدا ، لا يوجد ما يمنع استخدام طريقة دقيقة تماما و تطبيقها على الجزيئات الكيميائية لكن مثل هذه الطرق كلفتها التحسيبية عالية من حيث الموارد المطلوبة و الزمن فهي تزداد عامليا مع عدد الالكترونات (أسرع حتى من الدالة الأسية . ) لذلك فقد تم تطوير عدد كبير من الطرق التقريبية التي توازن بين الدقة و الكلفة التحسيبية .الكيمياء الحاسوبية الحالية يمكنها أن تحسب بدقة جيدة و بشكل مكرر خواص الجزيئات التي لا تحوي أكثر من 10-40 الكترون .أما معالجة الجزيئات التي تحوي عدة دزينات من الالكترونات تدرس عادة بطرق تقريبية مثل النظرية الدالية للكثافة density functional theory أو (DFT) ، لكن ما زال هناك خلاف بين المختصين حول فعالية الطرق الأخيرة الذكر حول وصف التفاعلات الكيميائية المعقدة ، مثل تلك التفاعلات في الكيمياء الحيوية
في الكيمياء النظرية ، يقوم الفيزيائيون و الكيميائيون معا بتطوير خوارزميات و برمجيات حاسوبية للتنبؤ بالخواص الذرية و الجزيئية و مسارات التفاعلات للتفاعلات الكيميائية بالعكس ، يمكن ان يستخدم الكيميائيون الحاسوبيون البرمجيات الحاسوبية و المنهجيات على المسائل الكيميائية الخاصة .
| الحزمة | ميكانيك جزيئي | نصف-تجريبي | هاتري-فوك | طرق بعد هاتري-فوك | نظرية دالية للكثافة | دورية |
| ACES | N | N | Y | Y | N | N |
| ADF | N | N | N | N | Y | Y |
| AMPAC | N | Y | N | N | N | N |
| CADPAC | N | N | Y | Y | Y | N |
| CASTEP | N | N | N | N | Y | Y |
| COLUMBUS | N | N | Y | Y | N | N |
| CRYSTAL | N | N | Y | N | Y | Y |
| DALTON | N | N | Y | Y | Y | N |
| GAUSSIAN | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| GAMESS (UK) | N | Y | Y | Y | Y | N |
| GAMESS (US) | N | Y | Y | Y | Y | N |
| JAGUAR | Y | N | Y | Y | Y | N |
| MOLCAS | Y | Y | Y | Y | Y | N |
| MOLPRO | N | N | Y | Y | Y | N |
| MOPAC | N | Y | N | N | N | Y |
| MPQC | N | N | Y | Y | Y | N |
| NWChem | Y | N | Y | Y | Y | Y |
| PLATO | Y | N | N | N | Y | Y |
| PQS | Y | Y | Y | Y | Y | N |
| PSI | N | N | Y | Y | N | N |
| TURBOMOLE | N | N | Y | Y | Y | N |
| Q-Chem | N | N | Y | Y | Y | N |
| VASP | N | Y | N | N | N | N |
|
|
|
|---|---|
| الكيمياء التحليلية • كيمياء حيوية • كيمياء حيوية عضوية • علم الأحياء الكيميائي • تعليم الكيمياء • Click chemistry • كيمياء التجمعات • كيمياء بيئية • كيمياء خضراء • الكيمياء العضوية • كيمياء عضوية معدنية • الكيمياء غير العضوية • كيمياء فيزيائية • كيمياء البوليمرات • كيمياء حيوية • علم المواد • كيمياء الحالة الصلبة • كيمياء دوائية • صيدلة • علم الأدوية • كيمياء جزيئية فائقة • كيمياء حرارية • كيمياء كهربية • كيمياء نووية • كيمياء حوسبية • كيمياء ضوئية • كيمياء نظرية • كيمياء رطبة | |
| الجدول الدوري قائمة بموضوعات الكيمياء • قائمة مركبات غير عضوية • قائمة مركبات عضوية • قائمة مركبات حيوية |
| فروع المعلوماتية |
الحقول الأساسية للمعلوماتية |
تحرير |
|---|---|---|
| معلوماتية نظرية | تحسيب | خوارزميات | نظرية المعلومات | نظرية الأتمتة | نظرية المخططات | نظرية التعقيد | تعمية | لغات شكلية | استمثال | بناء المترجمات البرمجية | نظرية أنظمة التشغيل | نظرية قواعد البيانات | نظرية التعمية | طريقة شكلية | تحسيب طبيعي | |
| معلوماتية عملية | أنظمة تشغيل | حوسبة | رسوميات الحاسب | قواعد بيانات | بنى بيانات | برمجة | |
| معلوماتية تقنية | تكنولوجيا المعلومات | شبكات الحاسب | عتاد الحاسب | أمن الحاسب | اختراق الحاسب | |
| معلوماتية تطبيقية | أنظمة معلومات | معلوماتية حيوية | معلوماتية جيولوجية | كيمياء حاسوبية | فيزياء حاسوبية | معلوماتية اقتصادية | وسائط متعددة | |
| ذكاء اصطناعي | تعلم آلي | معلوماتية عصبونية | طرق التصنيف | لغويات حاسوبية | |
| برمجيات | لغات البرمجة | برمجيات حرة | برمجيات تجارية | |
| أنظمة التشغيل | دوس | ويندوز | يونكس | لينكس | ماك أو إس | نتوير | تاريخ أنظمة تشغيل الحاسوب | |
| عتاد الحاسب | وحدة المعالجة المركزية | ذاكرة الحاسب | القرص الصلب | اللوحة الأم | |