Ученые провели верификацию полуэмпирических методов расчета свойств органических кристаллов

Ученые провели верификацию полуэмпирических методов расчета свойств органических кристаллов

Исследователи Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) выполнили сравнительный анализ точности и надежности четырех расчетных подходов применительно к органическим кристаллам, содержащим бром и хлор.

Что сделали ученые?

В условиях активного внедрения методов машинного обучения в химическое материаловедение особую актуальность приобретает баланс между вычислительной эффективностью и достоверностью результатов. Полуэмпирические методы рассматриваются как компромиссное решение между ресурсоемкими квантово-химическими расчетами и методами молекулярной механики.

Объектами исследования выступили 14 кристаллов, сгруппированных в три категории: хлорсодержащие, бромсодержащие и смешанные соединения. Ключевым параметром сравнения была энергия кристаллической решетки, определяющая стабильность полиморфных модификаций.

Что удалось выяснить?

Установлено, что для хлорсодержащих систем расхождение расчетных данных с референтными значениями не превышало 2 кДж/моль. В то же время для бромсодержащих кристаллов погрешность достигала 20 кДж/моль, что свидетельствует о существенном влиянии атомов брома на корректность полуэмпирических вычислений.

По мнению исследователей, бромсодержащие соединения могут выступать в роли чувствительного бенчмарка для валидации новых расчетных методик, разрабатываемых различными научными группами.

Результаты имеют значение для областей, где требуется точное предсказание кристаллических структур, включая фармацевтическую промышленность и дизайн новых материалов.