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Quantenchemie - Einführung und Methoden

Quantenchemie: Semiempirische Methoden (CNDO, MNDO, AM1, PM3)

Während die Hartree-Fock-Methode in ihrer Ab-Initio-Variante nur die Ortskoordinaten der Atomkerne und die physikalischen Fundamentalkonstanten als Input benötigt, beruht die Semiempirik auch auf experimentellen Parametern.

Um die Rechenzeit im Vergleich zu Ab-Initio-Rechnungen zu verkürzen, werden die folgenden Vereinfachungen vorgenommen.

  • Nur die Valenzelektronen werden explizit berücksichtigt, die Elektronen der inneren Schalen werden mit dem Kern als "core" zusammengefasst, z.B. für das C-Atom betrachtet man nur vier Elektronen, die sich um einen "core" mit der Effektivladung +4 = Ordnungszahl - Valenzelektronen anordnen.
  • Es werden die Überlappungsintegrale komplett (Complete Neglect of Differential Overlap) oder nur die zwischen zwei Atomen (Modified Neglect of Diatomic Overlap) vernachlässigt.
  • Ein Großteil der rechenzeitaufwendigen Mehrzentrenintegrale werden nicht explizit berechnet, sondern an experimentellen Daten parametrisiert (z.B. AM1 oder PM3).
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