Обчислювальна хімія

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Обчислювальна хімія (англ. computational chemistry, часто називається також комп'ютерною хімію, але остання є ширшим поняттям та включає в себе ще інші дисципліни) — розділ хімії, що використовує принципи інформатики для розв'язку хімічних задач. Обчислювальна хімія використовує результати теоретичної хімії, що включенні в комп'ютерні програми, для розрахунків хімічної структури, хімічних та фізичних властивостей речовин та їх сумішей в різних агрегатних станах. Зазвичай результати обчислювальної хімії доповнюють інформацію отриману хімічними та фізичними експериментами, хоча часто вона використовується для передбачення властивостей та хімічних явищ, що ще не спостерігалися експериментально. Обчислювальна хімія широко використовується для розробки нових ліків та матеріалів.

Методи[ред.ред. код]

Одна молекулярна формула може відображати величезну кількість різних ізомерів. Ситуація ускладнюється також існуванням великої кількості конформерів. Кожна така структура (стабільна) має локальний мінімум на енергетичній поверхні (так званій поверхні потенційної енергії (ППЕ)), тобто поверхні залежності сумарної енергії (тобто електронної енергії плюс енергії відштовхування між ядрами) від координат всіх ядер цієї структури. Стаціонарною точкою є така геометрія, при якій всі похідні енергії по відношенню до всіх можливих зміщень ядра рівні нулеві. Локальним енергетичним мінімум є така стаціонарна точка, в якій всі такі зміщення призводять до зростання енергії. Локальний мінімум, що лежить найнижче на ППЕ серед усіх інших, називається глобальним мінімум та відноситься до найстійкішої конфігурації ядер, а отже до найстійкішого ізомеру. Якщо лише одна зміна по координаті призводить до зменшення загальної енергії в обох напрямках, то така стаціонарна точка називається перехідним станом, а координата — координатою реакції. Процес виявлення стаціонарної точки (точок) називається оптимізацією геометрії.

Джерела[ред.ред. код]

  • Тим Кларк. Компьютерная химия. Практическое руководство по расчетам структуры и энергии молекулы. Москва "Мир". 1990. — 385 стр.(рос.)
  • Christopher J. Cramer Essentials of Computational Chemistry, John Wiley & Sons (2002)(англ.)