Fundamentos da Dinâmica Molecular Ab Initio
Resumo
A dinâmica molecular surge como uma ferramenta poderosa na descrição dos comportamentos dinâmicos microscópicos de diferentes tipos de sistemas encontrados na ciência. As equações utilizadas para se obter as posições e as velocidades dos átomos no sistema são baseadas nas leis de Newton. A simplicidade destas equações acopladas ao desenvolvimento de potencias cada vez mais robustos tem permitido a interpretação e solução de vários desafios da química moderna. E recentemente, o desenvolvimento de computadores mais eficientes tem permitido o avanço da dinâmica molecular ab initio, onde as forças que atuam sobre o núcleo são calculadas a partir de cálculos de estrutura eletrônica que são executados em tempo real, à medida que a trajetória é gerada. As aplicações deste método permeiam o estado da arte da química, permitindo a simulação de compostos biológicos, desenvolvimento de novos fármacos e materiais, compreensão de mecanismos moleculares e reacionais, interações de curto e longo alcance, identificação de estados de transições e compreensão de comportamentos cinéticos não convencionais. Este trabalho tem como objetivo fornecer os fundamentos teóricos das principais abordagens dentro da dinâmica molecular ab initio: Dinâmica molecular de Erhenfest, Dinâmica molecular de Born-Oppenheimer e Dinâmica molecular de Car-Parrinello.
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