Otimização Geométrica

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Estudo entorno das estruturas e/ou reatividade das moléculas

O cálculo da energia de uma molécula é baseado na sua estrutura eletrônica, a obtenção desses valores pode ser custoso em casos de moléculas complexas.

Quando tratamos desse valor energético podemos estar tentando localizar:

• Geometria de equilíbrio de uma molécula

• Estruturas de transições

• Energia mínima (não sei se é o mesmo que geometria de equilíbrio)

Superfícies de Energia Potencial

Dado uma estrutura da molécula (posição dos átomos na molécula) e seus estados de energia, a molécula possui uma energia específica. Variando essa estrutura, variaremos a energia específica, obtendo sua superfície de energia potencial.

Os vales representam o processo de reação, contendo os reagentes, intermediários e produtos da reação.

O ponto mínimo do vale é a estrutura de equilíbrio.

Derivados de Energia

É possível descrever a energia de superfície usando:

$E(x) = E(x_0)+g_0^T\Delta x+ \frac{1}{2}\Delta x^T H_0\Delta x$

Onde:

• $g_0$ é o gradiente ($\frac{dE}{dx}$) em $x_0$
• $H_0$ é o Hessiano ($\frac{d^2E}{dx^2}$) em $x_0$
• $\Delta x = x-x_0$