کاربرد شبیه‌سازی رایانه‌ای در کاتالیزگرهای پلی‌اولفینی از نوع زیگلر-ناتا

شیمی محاسباتی شاخه‌ای از شیمی است که با استفاده از شبیه‌سازی رایانه‌ای سعی در حل مسائل شیمی دارد. در این روش، فن‌های موجود در شیمی نظری به‌کار گرفته می‌شوند، به‌طوری که در آن از رایانه برای بررسی ساختار و خواص مولکول‌ها استفاده می‌شود. نمونه‌هایی از این خواص شامل ویژگی‌های ساختاری، انرژی (برهم‌کنش)، توزیع بار الکترونی، ممان دوقطبی و بسامدهای ارتعاشی هستند. روش‌های شیمی محاسباتی از محدوده بسیار دقیق تا بسیار تقریبی را در بر می‌گیرد و عمدتاً شامل روش‌های آغازین و روش‌های نیمه‌تجربی هستند. در روش آغازین به‌طور کامل از مکانیک کوانتومی و ثابت‌های فیزیکی استفاده می‌شود، در حالی که در روش‌های نیمه‌تجربی، عامل‌های تجربی نیز به‌کار گرفته می‌شوند. با آنکه نتایج محاسبات به‌طور معمول مکمل اطلاعات به‌دست آمده از آزمایش‌های شیمیایی است، در برخی از موارد می‌تواند پدیده‌های شیمیایی را پیش‌بینی کند که تاکنون مشاهده نشده یا انجام آن‌ها در آزمایشگاه امکان‌پذیر نیست. به‌دلیل اهمیت ویژه شیمی محاسباتی در حل مسائل شیمیایی، به‌ویژه واکنش‌های کاتالیزگری، در این مقاله بدان توجه شده است. نخست درباره روش‌های موجود در شیمی محاسباتی و نرم‌افزارهای مربوط توضیحاتی ارائه می‌شود. سپس، به کاربرد این روش در واکنش‌های پلیمرشدن کاتالیزی اولفین‌ها با استفاده از کاتالیزگرهای زیگلر-ناتا پرداخته می‌شود که جزء مهم‌ترین واکنش‌های شیمیایی شناخته شده هستند.

Application of Computational Modelling in ZieglerNatta Type Polyolefin Catalysts

Computational chemistry is a branch of chemistry which uses computer simulation to assist in solving chemical problems. In this technique, the methods of theoretical chemistry, incorporated into efficient computer programs, are used in order to calculate the structures and properties of molecules. Examples of such properties are structural parameters, (interaction) energies, electronic charge distributions, dipoles and higher multiple moments and vibrational frequencies. Computational chemistry methods range from highly accurate to very approximate methods which mainly include Ab initio and semiempirical methods. Ab initio methods are based entirely on quantum mechanics and basic physical constants. Other methods are called empirical or semiempirical, because they employ additional empirical parameters. While computational results normally complement the information obtained by chemical experiments, it can in some cases predict infeasible and undone chemical reactions. Due to the importance of computational chemistry in solving and predicting chemical reactions, especially catalytic reactions, this article is dedicated to this issue. First, the computational chemistry software and methods will be described in brief. Then, the application of computational chemistry in polymers is reviewed with special focus on ZieglerNatta catalytic olefin polymerization reactions.