بسم اللہ الرحمن الرحیم السلام علیکم and welcome to the introductory class to the computational chemistry اس لیکچر میں ہم computational chemistry کے بارے میں discuss کریں گے اس کی basics اور مختلف کام جو computational chemistry کی مدد سے ہم کر سکتے ہیں and then different tools of computational chemistry جو ریچرڈ فیمن کہتا ہے وہ کہتا ہے کہ ہر تھیوریٹیکل کیمسٹری فیزکس ہے اور ہر تھیوریٹیکل کیمسٹس اسے جانتا ہے جو تھیوریٹیکل کیمسٹری ہے وہ فیزکس ہے اور یہ سارے تھیوریٹیکل کیمسٹس کو یہ بات پتا ہے لیکن یہ بڑی انٹریسٹنگ بات ہے گیم کے رولز جاننا اور اس کو کھیلنا اس میں فرق ہوتا ہے تو اس چیز سے ہم کیا خاص کہا سکتے ہیں کہ جو theoretical chemistry ہے وہ basically اس کے جو fundamental laws ہیں اس کے پیچھے وہ physics ہے لیکن ہم chemistry میں اس کو کیسے use کرتے ہیں دوست جو computational chemistry ہے that is the applied form of theoretical chemistry ہم theoretical chemistry کی details میں نہیں جائیں گے theoretical chemistry basically وہ ساری theory ہے جو کہ back end پہ computer programs ہمارے لئے solve کرتے ہیں اور جو equations ہیں actually and what is computational chemistry computational chemistry is ایسی برانچ کیمیسٹری کی جس میں آپ کیمیکلز یوز کرنے کی بجائے کمپیوٹر پروگرامز یوز کر کے کمپیوٹر کے اوپر کیمیکل پروگرامز کو سولف کریں اس کو کمپیوٹیشنل کیمیسٹری کہتے ہیں اور جو کمپیوٹیشنل کیمیسٹری ہے اس میں ہم مختلف کمپیوٹر پروگرامز کی مدد سے موسیقی مختلف chemical problems کو solve کرتے ہیں and it uses the results of theoretical chemistry incorporated into efficient computer programs to calculate the structures and properties of molecules تو اس میں ہم کرتے کیا ہیں کہ ہم جو theoretical chemistry ہے وہ مختلف computer programs کے اندر incorporate ہوئی ہوئی ہے ہم ان programs کو use کرتے ہیں اور molecules کی different properties calculate کرتے ہیں جس طرح آپ کو پتہ ہے کہ ہم molecule کے for example NMR chemical shifts calculate کرتے ہیں تو جس طرح NMR chemical shifts آپ کو experimental NMR کے اندر ملیں گی اسی طرح computational chemistry سے calculated NMR بھی آپ کا ویسا ہی ہونا چاہیے تو چونکہ fundamental جو laws ہیں وہ same ہیں اب ہم computational chemistry سے کیا کیا کر سکتے ہیں The questions commonly investigated computationally are No.1 Molecular Geometry The shape of molecules, bone lengths, angles and dihydrals ہم ملیکیول کی شیپ determine کر سکتے ہیں ان کی bone lengths دیکھ سکتے ہیں bone angles, dihydral angles یہ ساری properties ہم computational chemistry کی مدد سے study کر سکتے ہیں جو کہ normally آپ experimental chemistry کے through بھی study کرتے ہیں like کہ آپ ایک کسی کمپاؤنڈ کا نمار لے کے اس کی ڈیٹیل معلوم کرتے ہیں یا اس کا ایکس رے کرسٹیلو گریفی کے ذریعے اس کے بون لینس بون انگلز ڈاہیڈرل انگلز وغیرہ چیک کرتے ہیں تو اسی طرح کمپیوٹیشنل کیمسٹری سے بھی ہم یہ چیزیں ڈیٹرمن کر سکتے ہیں اس کے علاوہ انرجیز آف مالیکیولز اینڈ ٹرانزیشن سٹیٹ یہاں پہ ہمیں کیا پتہ چلتا ہے کہ ایکلیبریم کے اوپر آپ دیکھیں کون سا آئیسو مرز زیادہ سٹیبل ہے کس کی انرجی لو ہے یہ چیز آپ فائنڈ کر سکتے ہیں گراؤنڈ سٹیٹ جیومیٹری ملیکیول کی کیا ہوگی یہ فائنڈ کر سکتے ہیں اور ٹرانزیشن سٹیٹ جو کہ نارملی آپ ویجولائز نہیں کر سکتے وہ آپ کمپیوٹیشنل کیمیسٹری کی مدد سے ویجولائز کر سکتے ہیں وہ ایکچول سٹرکچر جو کہ ریسپونسیبل ہے for the transition of reactants into the products وہ سٹرکچر آپ کمپیوٹیشنل کیمسٹری کی مدد سے سٹڈی کر سکتے ہیں اس کو ویجولائز کر سکتے ہیں تو اس طرح سے آپ پورا ریاکشن پاث سٹڈی کر سکتے ہیں یونگ کمپیوٹیشنل کیمسٹری نیکسٹ آتا ہے کیمیکل ریاکٹیوٹی اگر آپ چاہتے ہیں کہ اگر آپ چاہتے ہیں کہ الیکٹرونز کنسنٹریٹیٹی یہ نیکلیو فیلک سائٹس اور وہاں چاہتے ہیں کہ الیکٹرو فیلک سائٹس یہ ہمیں ایک ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی اتنا ملکیوئی کی آپ یہ چیزیں کمپیوٹیشنل کیمیسٹری کی مدد سے سٹیڈی کر سکتے ہیں کہ کسی مولیکیول میں کون سی سائٹس ہیں جہاں پہ ایزیلی نیوکلیو فائل اٹیک کر سکتا ہے یا الیکٹرونز جہاں پہ نیڈڈ ہیں وہاں پہ کہیں سے آ سکتے ہیں تو یہ ساری چیزیں بھی کمپیوٹیشنل کیمیسٹری کی مدد سے ہم سٹیڈی کر سکتے ہیں اس کے علاوہ دفنٹ سپیکٹروسکوپک ٹیکنیکس آ جاتی ہیں IR سپیکٹروسکوپی, UV سپیکٹروسکوپی, NMR سپیکٹروسکوپی وہ بھی کلکلیٹی کر سکتے ہیں and if the molecule is unknown someone trying to make it knows what to look for تو اگر آپ کے جو molecule ہے وہ unknown ہے وہ known نہیں ہے پھر کیا ہو سکتا ہے کہ آپ اس کا جو spectrum ہے computationally calculate کر لیں اور وہ spectrum آپ مطلب آپ کو predict کر کے تو آپ کو اندازہ ہو جائے کہ جو اس کا experimental spectrum ہوگا وہ کیسا نظر آئے گا یا کیسا ہونا چاہیے تو اس طرح سے آپ کمپیوٹیشنل کیمیسٹری کی مدد سے اپنے جو ایکسپریمنٹل ریزلٹس ہیں ان کو آگمنٹ کر سکتے ہیں ان میں اضافہ کر سکتے ہیں اور ان میں بہتری سے ان کو سمجھ سکتے ہیں تو کمپیوٹیشنل کیمیسٹری کی مدد سے صرف یہی نہیں اور بہت سی جو فیزیکل اور کیمیکل پروبرٹیز ہیں انہیں کمپیوٹیشنل کیمیسٹری تقنیقوں سے بہترین بھی سیکھ سکتے ہیں اب ہم نے صرف انترڈیوز quantum mechanics very very briefly ایک سلائڈ کے اوپر ہم quantum mechanics کو صرف دیکھنے کی کوشش کریں گے ہم اس کی detail میں بالکل نہیں جائیں گے so the domain of physics that describes how electrons and protons interact is quantum mechanics تو physics کی وہ domain جو کہ actually بتاتی ہے کہ electrons and protons کیسے interact کرتے ہیں اس کو quantum mechanics کہتے ہیں and موڈلز جو شرڈنگر ایکویشن کو سلوک کرتے ہیں یہ اب انیشیو میتھرز ہیں اور یہ قانون کیمیسٹری کی قانون ہے وہ میتھرز جو شرڈنگر ایکویشن کو سلوک کرتے ہیں انہیں اب انیشیو میتھرز کہتے ہیں اب انیشیو کا بسیکلی مطلب ہوتا ہے from the beginning بلکل سکریچ سے آپ ہر چیز calculate کریں اور یہ ایکچول جو قانون کیمیسٹری کا قانون ہے وہ یہ ہے کہ آپ یہ چیزیں خود calculate کریں اور اس کے علاوہ یہ نوٹ اگر آپ دیکھیں there is more than one quantum theory and some problems in chemistry require to go beyond the Schrodinger equation for example the Dirac equation for systems with heavy atoms to include the effects of special relatively theory or quantum electrodynamics for highly accurate descriptions تو لازمی نہیں ہے کہ ایک ہی quantum theory ہاتھ جگہ پر follow ہو رہی ہو ایک سے زیادہ quantum theories ہیں بعض اوقات Schrodinger wave equation کے علاوہ آپ کو اور equations کو دیکھنا پڑتا ہے جس طرح heavy elements ہیں اگر تو ان کے اندر theory of relativity کے بھی involve کیا جاتا ہے کہ ان کے جو electrons ہیں وہ ایک دوسرے کے لحاظ سے relatively ان کی speeds اور ان کی جو movement ہے that is different تو یہاں پہ direct equations کو بھی use کیا جاتا ہے اس کے علاوہ اور equations بھی ہیں لیکن جو basis ہے that is the schrodinger wave equation کہ آپ اس equation کو اگر solve کریں تو آپ کو کانٹم میکانکس کر رہے ہیں اب دیفرنٹ ٹولز جو کمپیوٹیشنل کیمسٹری کے ہیں ان کو دیکھتے ہم کہ ان کی مدد سے کمپیوٹیشنل کیمسٹری میں کیا کیا میتھرز ہم یوز کر سکتے ہیں سو وی ہیو ایس سیلیکشن آف میتھرز اینڈ دی مین ٹولز اویلیبل دی بیلونگ ٹو فائیو براڈ کلاسز یہ پانچ میجر کلاسز ہیں جن میں سے کچھ نہ کچھ ہم کریں گے اور کمپیوٹیشنل کیمسٹری میں ایک کمپیوٹیشنل کیمسٹ ان میں سے کوئی نہ کوئی چیز پرفارم کر رہا ہوگا پہلی ایک اور بہت سمیلی ملکیلر میکانکس ہے پھر آئی ایب ��نیشیو کلکولیشن سیمی ایمپیریکل میتھرڈز دنسٹی فنکشنل تھیوری اور ملکیلر ڈائنیمکس یہ پانچ براد قسم کی کلاسز ہیں جو کہ ہم ان کو تھوڑا تھوڑا موٹا موٹا دیکھیں گے اور ان میں سے پھر جس میں ہم نے آگے جانا ہوگا اس کو زیادہ ڈیٹیل میں پڑھیں گے انشاءاللہ ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس ملیکیولر میکینکس الیکٹرونز پروٹونز چھوٹے جو بھی پارٹیکلز ہیں ان کو ہم کنسیڈر نہیں کرتے صرف پورے کے پورے ایٹم کو ایزا بال لیں گے اور بانڈ کو ایزا سپرنگ لیں گے تو سمپلیسٹ جو میتھڈ ہے وہ ہم سولو کریں گے اس کو پھر ملیکیولر میکینکس کہتے ہیں اور اگر ہمیں سپرنگ کی لینس پتہ ہو یعنی کہ بانڈ کی لینس ان کے انگلز اور کتنی انرجی چاہیے ان کو سٹریچ کرنے کے لیے اور بینڈ کرنے کے لیے تو ہم پورے جو مولیکیول ہے یعنی کہ جو پورے بولز اور سپرنگز ہیں ان کی انرجی کلکولیٹ کر سکتے ہیں تو بیسیکلی جو اس کا مقصد ہے کوانٹم کمیسٹری کا وہ یہی ہے کہ آپ کسی مولیکیول کی انرجی کلکولیٹ کریں آئیدر ایڈ دی گراؤنڈ سٹیٹ اور ایڈ ڈر ٹرانزیشن سٹرکچر اور ایڈ ایکسائیڈ سٹیٹ ووٹیور یو وانڈ تو آپ اس میں یہ ساری چیزیں کنسیڈر کرتے ہیں کہ اس کا بونڈ انگل بونڈ لنٹھ چینج کریں تو انرجی پہ کیا فرق پڑتا ہے and then we try to find the minimum energy or the ground state energy so کرتے کیا ہیں کہ جیومیٹری کو چینج کرتے رہتے ہیں اور بار بار اس کی انرجی find کرتے ہیں جب ہمیں lowest energy مل جاتی ہے تو اس کو ہم optimized structure کہتے ہیں یعنی کہ اب structure اپنی ground state کی حالت میں آگئے ہیں تو یہ procedure جو ہے یہ repeatedly کیا جاتا ہے اور مالیکیولر میکینکس کا فائدہ یہ ہے کہ یہ ویری فاسٹ میٹھڈ ہے اور ایک فیرلی بڑے سائز کا جو مالیکیول ہے جس طرح ایک سٹیروائیڈ کو آپ لے لیں کولیسٹرول دیکھیں یہ ایک بڑا مالیکیول ہے جنہوں نے 27 کابنز ہیں 46 ہائیڈروجنز ہیں اور آکسیجن بھی ہے تو اس کو آپ چند سیکنڈ میں اپٹیمائز کر سکتے ہیں ایون یوزنگ اپ پرسنل کمپیوٹر وید مالیکیولر میکینکس میٹھڈ اب جو مالیکیولر میکینکس میٹھڈ ہے یہ اتنا فاسٹ ہے کہ آپ کسی بھی بڑے سائز کے مالیکیول کو بہت جلدی اس میں optimize بھی کر سکتے ہیں اور اس کی properties calculate کر سکتے ہیں لیکن جو molecular mechanics ہے یہ ایک چونکہ fast method ہے cheap method ہے اس میں ہم electrons کو consider ہی نہیں کر رہے تو اس کی جو accuracy ہے that will not be reliable it is a crude method تو یہ generally آپ ہر طرح کے compounds کے اوپر apply نہیں کر سکتے اس میں ہم فورس فیلڈز یوز کرتے ہیں فورس فیلڈز کی ڈیٹیل میں ابھی ہم نہیں جا رہے فورس فیلڈ میں بسیکلی یہی ہوتا ہے کہ اس میں دیفرنٹ جو اس کی سٹریچنگ بینڈنگ اور اس طرح کی ترمز کو ہم لیتے ہیں اور ایٹم کو ایزا بال اور بونڈ کو ایزا سپرنگ لے کے ان کی انرجی کلکولیٹ کی جاتی ہے تو دیر آر ڈیفرنٹ فورس فیلڈز موجود ہیں مختلف فورس فیلڈز موجود ہیں مختلف سافٹوئیر میں اویلیبل ہیں اور ہر طرح کے کلاس کے لیے کمپاؤنٹس کی کلاس کے لیے مختلف فورس فیلڈز available ہیں کہ آپ ان کو use کر کے ایک simple quantum chemical calculation کر لیں using the molecular mechanics methods لیکن یہ methods جو ہیں ان کی accuracy وہ اتنی نہیں ہے well they are the least accurate ones actually next آ جاتے ہیں ab initio calculations sorry اس میں یہ mechanics نہیں ہونا چاہیے ہم میکینکس کو ہٹا دیتے ہیں اچھا جی ایر وینیشو کلکولیشنز جو ہیں اس میں ہم دیکھتے ہیں ایر وینیشو کیا ہے ایر وینیشو from the beginning so ایمینیشو کلکولیشنز شروڈنگر ویو ایکویشنز کے باسیز میں بیسید ہیں جو ان کی بیسیز ہے وہ شروڈنگر ایکویشن ہے اور یہ مدیرہ ایکویشنز ہے مدیرہ فیزکس اور ایک دوسرے چیزوں میں کیسے الیکٹرونز در ملیکیول بیہیو شروڈنگر ویو ایکویشنز آپ کو الیکٹرون کے بارے میں بتاتی ہے کہ وہ کسی ملیکیول کے اندر کیسا بیہیو کر رہا ہے مطلب الیکٹرون کا کیا حساب کتاب ہے وہ کدھر پایا جا رہا ہے اس کا بیہیوئیر کیا ہے یہ ساری چیزیں شرڈنگر ویو ایکویشن آپ کو بتاتی ہیں اب انیشو میتھڈز شرڈنگر ایکویشن for a molecule and gives us an energy and wave function اب انیشو میتھڈز کیا کرتے ہیں یہ شرڈنگر ویو ایکویشن کو solve کرتے ہیں کسی بھی ملیکیول کے لیے اور ہمیں energy اور wave function calculate کر کے دیتے ہیں wave function کیا ہے it is a mathematical function that can be used to calculate the electron distribution and in theory at least anything else about the molecule wave function basically وہ mathematical function ہے جس کی مدد سے آپ electron distribution بھی calculate کر سکتے ہیں کہ molecule میں electrons کدھر پائے جا رہے ہیں اور electrons کی جو location ہے وہ آپ calculate کر سکتے ہیں اور اور بھی جتنی properties ہیں molecule کی وہ اس کی مدد سے آپ estimate کر سکتے ہیں جو اگر آپ کو wave function calculate ہو چکا ہو یا wave function کے بارے میں موسیقی پتہ ہو یہ اب دیکھیں ڈی ریک نے کیا کہا کہ ڈی ریک کہتا ہے کہ جو فیزیکس کے لاز ہیں بہت ساری mathematical theory اور physics کے لیے اور ساری chemistry کے لیے یہ completely known ہیں مطلب laws سارے موجود ہیں ہمارے پاس جو basic laws ہیں laws of thermodynamics ہیں law of mass action ہے یا جتنے بھی laws ہیں they are there to solve the problems مسئلہ کیا ہے مسئلہ یہ ہے کہ ان laws کو اگر آپ use کر کے تو quantum chemistry یا ان چیزوں کی calculation شروع کر دیں تو اتنی complicated equations ہو جاتی ہیں کہ وہ solvable نہیں رہتی ہیں تو آپ کو ان equations کو solve کرنے کے لیے بہت زیادہ time اور computational power جو ہے وہ درکار ہوتی ہے تو اس لیے جو exact solution ہے Schrödinger wave equation کا بڑے molecules کے لیے وہ ممکن اس لیے نہیں ہے کہ ہمارے پاس جو currently اتنے fast computers موجود ہیں ان کے باوجود وہ ایکویشنز اتنی کمپلیکس ہو جاتی ہیں اور اتنی ٹائم کنزیومنگ ہیں کہ ہم اس کے ایکزیکٹ سلوشن کی طرف نہیں جا سکتے تو main challenge کیا ہے کمپیوٹیشنل کمیسٹری میں کہ کلکولیشن کو اتنا سمپلیفائی کریں کہ وہ solve ہو جائے اس کو سمپلی فائی کرتے کرتے اس کی ایکوریسی نہ ختم ہو جائے اس کی اتنی ایکوریسی بھی ہو کہ جو آپ کلکولیٹ کرنا چاہ رہے ہیں وہ ایک ریلائیبل آپ کو کلکولیشن ریزلٹ بھی مل جائے تو یہ اس کا مین چیلنج ہے کمپیوٹیشنل کیمیسٹری کا جس کو ہم نے مدد نظر رکھنا ہوتا ہے اور یہاں ایک اینورمس ٹول باکس تھریٹیکل میتھرز موجود ہیں اور یہ سکل اور کریٹیوٹی لے جائے گا بہت سارے ٹولز اور میتھرز موجود ہیں آپ نے اس میں سکل گین کرنی ہے اور کریئیٹیوٹی ہونی چاہیے آپ کے دماغ میں تاکہ آپ ریال ورلڈ اور جو ریال کیمسٹری کے پرابلمز ہیں ان کو سولف کرسکیں دو میتھرز ہم نے پڑھ لیے ہیں سیمی مالیکیولر میکینکس اور ایب انیشیو میتھرز نیکسٹ اس سیمی ایمپیریکل کلکولیشنز سیمی ایمپیریکل کلکویشنز ہیں ایب انیشو شروڈنگر ایکویشن سے بیسٹ آنے کے لئے یہ بھی بسیکلی ان کی جو بنیاد ہے وہ شروڈنگر ایکویشن ہی ہے یہاں بہترین اپروکسیمیشنز ہیں اور بہترین کمپلیکیٹڈ انٹیگرلز جو ایب انیشو میں کلکویشنز ہیں یہاں بہترین اپروکسیمیشنز ہیں یہاں بہترین اپروکسیمیشنز ہیں اس میں اور ایب انیشو میں فرق کیا ہے calculate نہیں کرتے اور اس میں ہم کیا کرتے ہیں کہ ایک library بنا لیتے ہیں integrals کی that is compiled by finding the best fit of some calculated entity like geometry or energy heat of formation something مطلب جو ہمارے پاس experimental data ہے اس کی ایک library بنا لیتے ہیں ہم اور اس library کو use کرتے ہیں جو calculated properties ہیں کسی specific environment کی specific type کے molecule کی وہ use کر کے ساتھ ان کی approximation کو use کرتے ہیں اور کچھ چیزیں calculate کر لیتے ہیں ہم سارا کچھ calculate نہیں کرتے ہیں تو اس وجہ سے ان کو semi-empirical calculation کہتے ہیں جو experimental values کو آپ mathematical procedure کی مدد سے computationally use کرتے ہیں اس process کو parameterization کہتے ہیں مطلب theory کے اندر ہم نے different parameters خود add کر دی ہیں ہم نے ہر چیز calculate نہیں کی بلکہ ہم نے کچھ experimental parameters add کی ہیں تو اس کو parameterization کہتے ہیں اور اس کو سیمی ایمپیریکل اس لیے کہتے ہیں کہ ایمپیریکل کا مطلب ہوتا ہے ایکسپیریمنٹل مطلب یہ سیمی ایکسپیریمنٹل ہے نہ یہ فولی ایکسپیریمنٹل ہے نہ یہ فولی کمپیوٹیشنل میتھڈ ہے تو اس میں ہم شوڈنگر ویو ایکویشن کو سولو کرتے ہیں لیکن اس میں بہت سارے جو اس کے فنکشنز ہیں ان کو پیرامیٹرائز کر کے ایکسپریمنٹل ویلیوز وہاں پہ لگاتے ہیں تو یعنی کہ ہم شوڈنگر ویو ایکویشن کو سمپلی فائی کر رہے ہیں ہم اس کو اس کی ایکچول حالت میں سولو نہیں کر رہے بلکہ بہت ساری چیزیں اپروکسیمیشنز اس میں ایڈ کر رہے ہیں تو سیمی ایمپیریکل کلکلیشنز یہ مولیکیولر میکینک سے سلوہ رہے ہیں لیکن ایب انیشو سے بہت زیادہ فاسٹرز ہیں سب سے جو فاسٹ ہے وہ مالیکیولر میکینک ہے پھر سیمی ایمپیریکل اگر ان تین کو کمپیر کریں اور پھر ایب انیشو میتھڈ آئے گا سیمی ایمپیریکل کلکولیشنز ٹیک رفلی ہنڈرڈ ٹائمز ایز لانگ ایز مالیکیولر میکینکس کلکولیشنز اور ایب انیشو کلکولیشنز ٹیک رفلی ہنڈرڈ ٹو تھاؤزن ٹائمز ایز لانگ ایز سیمی ایمپیریکل تو یہ دیکھا آپ نے کہ جو سیمی ایمپیریکل کلکولیشن ہے یہ تقریباً مالیکیولر میکینک سے سو گناہ سلو ہوں گی لیکن ایب انیشو اگر دیکھیں تو وہ سیمی ایمپیریکل سے بھی سو سے ہزار گناہ مزید سلو ہو سکتی ہیں دیپنڈنگ کہ آپ تھیوری کا کون سا لیول استعمال کر رہے ہیں کتنی ایکوریسی چاہ رہے ہیں تو یہ اس طرح سے سیمی ایمپیریکل میتھڈ جو ہے یہ بھی کمپیوٹیشنل کمیسٹری کا حصہ ہے نیکس آتی ہے دینسٹی فانکشنل تھیوری دینسٹی فانکشنل تھیوری جس کو ہم ڈی ایف ٹی لکھیں گے یہ ایب انیشیو اور سیمی ایمپیریکل کالکولیشن کے لئے ہیں شروڈنگر ایکویشن کے باقی سے لیکن دوسرے دو میتھوڈوں کے باقی سے دی ایف ٹی نہیں کالکولیٹ کرتا ہے کنونشنل ویو فنکشن لیکن درائیوز الیکٹرون ڈسٹریبیشن اور الیکٹرون ڈینسٹی فنکشن دریکٹلی دینسٹی فنکشن تھیوری میں فرق کیا ہے باقی دو میتھوڈ سے یعنی ایب انیشیو اور سیمی ایمپیریکل میتھوڈ سے کہ اس میں ہم جو ویو فنکشن ہے جو سائی ہے شروڈنگر ویو ایکویشن وہ اس طرح سے directly calculate نہیں کرتے traditional way میں بلکہ اس میں ہم electrons کی density function derive کرتے ہیں یعنی کہ electrons کی density پورے electrons کو average ان کی جو density ہے اس کو لیتے ہیں اس کی پورے جو integrals ہیں وہ calculate نہیں کرتے تو اس طرح سے density functional theory یہ ab initio method سے faster ہے اور still بہت اب تک ایکیوریٹ بھی ہے سیمی ایمپیریکل سے زیادہ تو جو فنکشنل ہوتا ہے دینسٹی فنکشنل what is a functional functional is basically a mathematical entity that is related to a function تو جو کسی فنکشن کو نمبر میں کنورٹ کرتا ہے وہ ایک فنکشنل ہوتا ہے دینسٹی فنکشنل جو ہم use کرتے ہیں وہ ہمیں مالیکیول کی انرجی آخر میں پروائیڈ کرتے ہیں ٹھیک ہے تو اس میں اگر آپ دیکھیں ہمارے پاس مختلف طرح کے دینسٹی فانکشنلز ہیں یہاں پہ صرف آپ ان کے نام دیکھنے ہیں آپ نے سے زیادہ کوئی اس پہ غور و خفی کر نہیں کرنا نہ اس پہ پریشانی کا اظہار کرنا ہے کہ یہ جو آپ کو دینسٹی فانکشنلز نظر آ رہے ہیں یہ مختلف طرح کے ہیں یہ مختلف ٹائپس کیا ہیں ایکسچینج پیور ہائیبریڈ یہ چیزیں ہم آگے ڈیٹیل میں پڑھیں گے ابھی آپ نے صرف اتنا دیکھنا ہے کہ یہ مختلف فانکشنلز کے نیمز ہیں مطلب یہ جس جس نے ان کو ڈسکور کیا ان کے ناموں کے اوپر ان کی ابریوییشنز ہیں تو اس طریقے سے یہ دیفرنٹ فانکشنلز ہیں جو کہ مختلف سائنٹس نے ان کو بنایا ہے اور ان کے اندر جو بہتری لانے کی کوشش کیا تاکہ یہ ایکوریٹ بھی ہوں فاسٹ بھی ہوں اور کومن مین ان کو استعمال کر سکے تو یہ مختلف فانکشنلز کے نیمز ہیں جو کہ آپ یہاں پہ دیکھ سکتے ہیں اس سے زیادہ ڈیٹیل ان کی ہم آگے پڑیں گے لاسٹ میتھڈ اس دی مالیکیولر ڈائنیمک سیمیلیشنز ملیکیولر ڈائنیمک کلکولیشنز اپلائی دی لاز آف موشن ڈا ملیکیولز اس میں کیا ہوتا ہے کہ ہم کسی بھی ملیکیول کی موشن کو سٹیڈی کر سکتے ہیں کہ ڈائنیمکیلی وہ کیسا ہوگا اس کی جو موومنٹس ہیں وہ ہم ایزیلی سٹیڈی کر سکتے ہیں فور اگزمپل کسی انزائم کی جو شیپ ہے وہ چینج ہوتی ہے وہ کسی سبسٹیٹ سے بائنڈ کیسے کرتا ہے وہ موومنٹ یا ملیکیول جو وارٹر کے ہیں وہ کسی سالیوڈ کے گرد کیسے کٹھے ہوتے ہیں وہ مومنٹ یہ ساری چیزیں ہم ملیکیولر ڈائنیمک سیمولیشن کے ذریعے سٹڈی کر سکتے ہیں اور لیکن یہ جو فیلڈ ہے یہ زیادہ بائیولوجیکل سائٹ پہ لوگ اس کو سٹڈی کرتے ہیں اس لیے ہمارا اس سے اتنا ڈائریکٹ ریلیشن نہیں ہوگا تو جو بہت بڑے بڑے مالیکیولز ہوتے ہیں بائیولوجیکل مالیکیولز ہیں ان کو چونکہ کمپیوٹیشنری سٹڈی کرنا اتنا ایزی نہیں ہوتا تو ان کو ہم زیادہ تر ملیکیولر میکینک سے سٹیڈی کرتے ہیں اور جو نوول ملیکیولز ہیں یا ان یویل سٹرکچرز ہیں اور جو ریزنیبل سائز ملیکیولز ہیں وہ ایب انیشئو یا ڈی ایف ٹی کالکولیشن سے ہم سٹیڈی کر سکتے ہیں تو ہم لوگ جو اپنے ریسرچ گروپ میں یوز کریں گے وہ ڈینسٹی فانکشنل تھیوری یوز کریں گے کیونکہ اس کی جو ایکیوریسی ہے اور کاؤسٹ ہے وہ تقریباً باقیوں سے بہت بہتر ہے جب بھی کمپیوٹیشنل کمیسٹری میں ہم کاؤسٹ کی بات کریں گے اور ایکوریسی کی تو آپ نے کاؤسٹ سے مراد ہرگز جو اس کی قیمت ہے وہ نہیں لینی کاؤسٹ سے مراد یہ لینی ہے کہ کمپیوٹیشنل کاؤسٹ کتنی چاہیے آپ کو ایک مالیکیول کلکولیٹ کرنے کے لیے کتنی زیادہ کمپیوٹیشنل ریسورسز چاہیے کمپیوٹر کی پروسیسر کتنے چاہیے اس کی ریم یا میموری کتنی چاہیے تو اس ساری چیزوں کو ہم جنرلی کمپیوٹیشنل کاؤسٹ کہیں گے تو جب بھی کاؤسٹ کی بات ہوگی کمپیوٹیشنل کمیسٹری میں تو آپ نے اس کو اسی طرح سے سمجھنا ہے کہ cost کا کیا مطلب ہے اور accuracy جو ہے وہ جتنی زیادہ method آپ اچھا استعمال کریں گے cost بڑھ جائے گی accuracy بھی بڑھ جائے گی یہاں پہ ایک چھوٹی سی آپ computational chemistry کی movie دیکھیں جس میں آپ دیکھیں کہ ہم کیا کیس کی مدد سے کر سکتے ہیں پھر ہم آگے چلتے ہیں یہ جسٹ آپ لوگوں کو ریفریش کرنے کے لیے کہ دیکھیں کیسے ہم مولی کیوز بیلڈ کر سکتے ہیں ان کی کیا کیا پروپرٹیز تیڈی کر سکتے ہیں یہ دیکھیں اس کا پورا الیکٹرونک کلاوڈ کے ملکیول کی شیئر کیسی ہوگی اس میں آپ کو جو ریڈ کلر کی سائٹس نظر آ رہی ہیں یہ مور الیکٹرون رچ سائٹس ہیں یہ اس کے دیکھیں مولیکیول اوربیٹلز دیکھ سکتے ہیں آپ مولیکیولز کیسے موو کرتے ہیں ان کی وائبریشنز یہ چیزیں دیکھ سکتے ہیں مولیکیول ریاکٹ کیسے کرتے ہیں اس کو ریورس کر کے دیکھ سکتے ہیں کیسے بریک ہوا تھا وہ یہ ساری چیزیں کمپیوٹیشنل کی مدد سے آپ ایزیلی ویجوالائز کر سکتے ہیں جو شاید ایکسپریمنٹلی آپ کے لئے دیکھنا پوسیبل نہ ہو اس کو سٹاپ کرکے دیکھیں کیسے ہم زوم کرکے اس کی بونڈ لینس اور ان چیزوں کو فوکس کرسکتے ہیں جو کہ نارملی آپ کے لیے مالیکیول کی موومنٹ کو سٹاپ کرنا اتنا ایزلی پوسیبل نہیں ہے بگ مالیکیولز کو دیکھیں آپ اس کے اندر دیکھیں چھوٹا سا مالیکیول پڑھا ہے اگر آپ اگر آپ بیٹھ جائیں تو وہ موو کر رہا ہوگا تو آپ کو باقی ایٹم کیسے نظر آئیں گے لیکن اس کی بیک سارے پہ یہ سارے نمبرز اور ایکویشنز ہیں جو کہ کمپیوٹر کر رہا ہے اور ہم چیزوں کو ویجیولائز کر رہے ہیں تو یہ بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس بس ب