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양자화학 계산에 의한 유리의 구조, 물성

전문가 제언: ○ 양자화학은 넓은 의미로 정의하면 양자역학이 화학에서 사용되는 모든 경우를 포함시킬 수 있다. 1925년에 Schroedinger와 Heisenberg가 정립한 미세입자의 운동은 입자성과 파동성 양면을 고려한 물리학의 기본이론으로 고전역학, 열역학, 전자기학, 통계역학과 더불어 인간이 자연현상의 이해를 위해 활용하고 있는 기본도구이다.

○ 화학의 전 분야에서 분자의 미시적인 성질을 논하는 경우는 양자역학이 응용되므로 분자의 구조, 반응성이나 안정성 등의 근본적인 이해를 위해서는 양자화학적 취급이 필요한 것이다.

○ 파동방정식은 수소원자보다 복잡한 입자에 적용하는 경우는 근사법의 이용이 불가피한데 원자나 분자의 전자구조를 얻기 위해서는 항상 궤도함수를 설정하고 이를 토대로 이론을 설정하여 근사해(近似解)를 얻고 있다. 특히 양자화학의 대상은 분자가 대종을 이루고 이때 분자궤도함수가 대부분 이론의 기초로 도입되므로 양자화학은 분자궤도함수론(molecular orbital theory)과 같은 의미가 된다.

○ Uchino(內野)는 유리와 같은 결정질이 아닌 혼돈계에서 전자상태(파동함수)를 계산하기 위하여, 클러스터를 잘라내는 방법을 제안하고 있다.

○ 클러스터 근사를 이용하는 양자화학계산은 유리 중에서도 특히 단거리, 중거리 구조 계산에 위력을 발휘한다. Uchino는 양자화학계산에 의한 유리의 구조, 물성 해석의 예를 소개하는 것과 함께 유리 과학에 있어서 계산화학의 장래 전망에 대하여 기술하고 있다.

○ 국내에서는 양자화학계산에 관한 논문이 인터넷 검색으로 찾을 수 없을 정도로 희소한 것으로 사료된다. 이 방면에 관심 있는 연구 종사자에게 도움이 될 것으로 생각되어 추천하는 바이다.

저자: Takashi Uchino
자료유형: 학술정보