موضوعی پیرامون چگالی ۲۰۱۲
A Matter of Density 2012

**خاستگاه و اهمیت چگالی الکترونی در علوم شیمی، زیستی و مواد**

چگالی الکترونی یکی از مفاهیم اساسی زیربنایی شیمی مدرن و یکی از عوامل تعیین‌کننده‌ی کلیدی ساختار و پایداری مولکولی است. همچنین، متغیر اصلی در نظریه تابعی چگالی (Density Functional Theory) به شمار می‌رود که در سال‌های اخیر، امکان به‌کارگیری نظریه ریاضی فیزیک کوانتومی را در سیستم‌های شیمیایی و زیستی فراهم کرده است.

کتاب *مسئله‌ی چگالی: کاوشی در مفهوم چگالی الکترونی در علوم شیمی، زیستی و مواد* با تأکید یکسان بر مسائل محاسباتی و فلسفی، به مبانی، تحلیل و کاربردهای این مفهوم محوری شیمیایی می‌پردازد. بخش نخست کتاب، یک رویکرد منسجم و منطقی به مبانی نظری مفهوم چگالی الکترونی ارائه می‌دهد. در این بخش، مباحثی چون کاربرد احتمالات در فیزیک آماری، خاستگاه مکانیک کوانتومی، پرسش‌های فلسفی در قلب نظریه کوانتومی (مانند درهم‌تنیدگی کوانتومی) و روش‌های تعیین تجربی توزیع چگالی الکترونی مورد بررسی قرار می‌گیرند.

باقی‌مانده‌ی کتاب به کاربردهای مفهوم چگالی الکترونی در علوم شیمی، زیستی و مواد اختصاص دارد. نویسندگان، دیدگاه‌هایی را در مورد چگونگی استخراج درک عمیق از خاستگاه واکنش‌پذیری شیمیایی از مفاهیم نظریه تابعی چگالی ارائه می‌دهند. همچنین، کاربردهای چگالی الکترونی در تحلیل تشابه مولکولی و توصیف‌گرهای مولکولی مشتق‌شده از چگالی الکترونی، مانند پتانسیل‌های الکترواستاتیک و انرژی‌های یونیزاسیون موضعی مورد بحث قرار می‌گیرند. این بخش با برخی از کاربردهای نظریه تابعی چگالی مدرن در سطوح و فصل مشترک‌ها به پایان می‌رسد.

این کتاب، یک مرجع ضروری برای دانشجویان و همچنین شیمی‌دانان کوانتومی و محاسباتی، شیمی‌دانان فیزیک و فیزیک‌دانان است و نگاهی بی‌نظیر به توسعه مفهوم چگالی الکترونی، از آغاز تا نقش آن در نظریه تابعی چگالی، که منجر به دریافت جایزه نوبل شیمی در سال 1998 شد، ارائه می‌دهد.

The origins and significance of electron density in the chemical, biological, and materials sciences

Electron density is one of the fundamental concepts underlying modern chemistry and one of the key determinants of molecular structure and stability. It is also the basic variable of density functional theory, which has made possible, in recent years, the application of the mathematical theory of quantum physics to chemical and biological systems.

With an equal emphasis on computational and philosophical questions, A Matter of Density: Exploring the Electron Density Concept in the Chemical, Biological, and Materials Sciences addresses the foundations, analysis, and applications of this pivotal chemical concept. The first part of the book presents a coherent and logically connected treatment of the theoretical foundations of the electron density concept. Discussion includes the use of probabilities in statistical physics; the origins of quantum mechanics; the philosophical questions at the heart of quantum theory, like quantum entanglement; and methods for the experimental determination of electron density distributions.

The remainder of the book deals with applications of the electron density concept in the chemical, biological, and materials sciences. Contributors offer insights on how a deep understanding of the origins of chemical reactivity can be gleaned from the concepts of density functional theory. Also discussed are the applications of electron density in molecular similarity analysis and electron density-derived molecular descriptors, such as electrostatic potentials and local ionization energies. This section concludes with some applications of modern density functional theory to surfaces and interfaces.

An essential reference for students as well as quantum and computational chemists, physical chemists, and physicists, this book offers an unparalleled look at the development of the concept of electron density from its inception to its role in density functional theory, which led to the 1998 Nobel Prize in Chemistry.