المجسمات Voronoi–Dirichlet في كيمياء البلورات: النظرية والتطبيقات

تتناول هذه المراجعة الطرق الهندسية الثلاثية الأبعاد الجديدة للتحليل البلوري الكيميائي المستندة إلى تقسيم Voronoi–Dirichlet لفضاء البلورة. يتم التأكيد على أن نموذج الذرة في مجال البلورة كمجسم Voronoi–Dirichlet الخاص بها يبدو أنه في كثير من الحالات مثير للاهتمام في كيمياء البلورات، ويعكس بشكل مرضٍ شكل مجال ذري. علاوة على ذلك، فإن نهج Voronoi–Dirichlet لا يصبح مجرد طريقة محدودة جداً وشديدة الخصوصية للتحليل البلوري الكيميائي، ولكنه أيضاً نموذج عالمي لتمثيل بنية البلورة على مستوى وصفها الهندسي. نطاق المراجعة مقصور على التطبيقات البلورية الكيميائية فقط لتقسيم Voronoi–Dirichlet. في الجزء الأول، يتم النظر في المعنى الفيزيائي للمعلمات الأساسية لمجسم Voronoi–Dirichlet الذري؛ يتم مناقشة بعض الانتظامات البلورية الكيميائية وفقاً لنموذج Voronoi–Dirichlet للذرة. تمت مراجعة صحة النموذج وقيوده بالتفصيل؛ يُسلط الضوء بشكل رئيسي على علاقاته مع التمثيل الكمومي للذرة وفقاً لنهج Bader. موضوع الجزء الثاني هو طريقة وصف الوحدات الهيكلية متعددة الذرات باستخدام مجسمات Voronoi–Dirichlet الجزيئية. يتبين أن هذا النموذج للبلورات الجزيئية، الذي تم تطويره في السنوات القليلة الماضية، يوسع بشكل ملحوظ نطاق طريقة Voronoi–Dirichlet في كيمياء البلورات، لأول مرة إلى المجمعات فوق الجزيئية. واحد من الاتجاهات الجديدة المحتملة في هذا المجال هو تحليل الفراغات في مجموعة واسعة من الكافيتند الجزيئية والبوليمرية. الجزء الثالث والأخير يتعلق بمشكلات تنفيذات الكمبيوتر لطريقة Voronoi–Dirichlet في كيمياء البلورات. يتم النظر في الخوارزميات الرئيسية لبناء مجسمات Voronoi–Dirichlet؛ تُناقش قدرات الحزمة البرمجية الحديثة TOPOS حيث يتم تحقيق جميع الطرق الحديثة للتحليل البلوري الكيميائي بواسطة Voronoi–Dirichlet كوحدة.