计算化学

计算机科学与化学的交叉学科
计算化学(computational chemistry)是理论化学的一个分支。计算化学的主要目标是利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质(例如总能量,偶极矩,四极矩,振动频率,反应活性等)并用以解释一些具体的化学问题。计算化学这个名词有时也用来表示计算机科学与化学的交叉学科。

文摘

随着化工设备和工艺对自动化的要求越来越高,而且许多化工过程,人工进行控制相当困难,需要可靠的控制技术系统。因此计算机应用于大型工艺调和的中央控制系统。计算机模拟技术从根本上改变了化学实验技术。
计算机与化学结合是化学发展的必然趋势,它为化学学科的发展、实验测试技术以及数据处理等开辟了一个崭新的方向。与“计算化学”同时发展的,同样是化学、数学、计算机科学交叉的新兴的化学学科分支的,还有“计算机化学(computer chemistry)”、“化学计量学(chemometries)”和“化学信息学(chemiealinformatics)”。对比这四门交叉学科,“计算化学”更偏重于计算方面,它是以数值计算为基础的。“计算机化学”是用计算机研究化学反应和物质变化规律,实现化学知识创新的科学。以计算机及其网络系统为工具,建立由化学化工信息发现新知识和实现知识传播的理论和方法,认识物质、改造物质、创造新物质和认识反应、控制反应过程和创造新反应、新过程是计算机化学研究的主体。化学数据挖掘和知识发现、计算机辅助结构解析、分子设计和合成路线设计等是当前计算机化学的主要研究方向。“化学计量学”是运用数学、统计学计算机科学以及其他相关学科的理论与方法,优化化学量测过程,并从化学量测数据中最大限度地提取有用的化学信息,它以化学量测为基点,实质上是化学量测的基础理论与方法。“化学信息学”的研究的基础内容主要包括:化学、化工文献学化学知识体系的计算机表示、管理与网络传输;化学图形学;化学知识的计算机推演;化学教育与教学的现代技术与远程信息资源。
目前,计算机在化学中的应用,涵盖了以上四门学科分支所研究的主要内容。归纳起来主要分为两个方面:数值计算方面和非数值计算方面。