आणविक यांत्रिकी और गतिकी
आणविक यांत्रिकी शास्त्रीय बल क्षेत्रों के साथ अणुओं का प्रतिनिधित्व करती है, और आणविक गतिकी उनकी गति को प्रसारित करती है, जिससे क्वांटम विधियों की पहुँच से कहीं बड़े प्रणालियों का अनुकरण संभव हो पाता है।
Definition
तरीकों का एक समूह जो परमाणुओं के बड़े समूहों की संरचनाओं, गतिकी और थर्मोडायनामिक गुणों की गणना करने के लिए शास्त्रीय यांत्रिकी और अनुभवजन्य विभवों के साथ आणविक प्रणालियों का मॉडल तैयार करता है।
Scope
आणविक संभावित ऊर्जा (बल क्षेत्र) के शास्त्रीय, पैरामीटराइज़्ड विवरण, आणविक गतिकी द्वारा परमाणु गति का प्रसार, मोंटे कार्लो और मुक्त-ऊर्जा तकनीकों द्वारा विन्यास नमूनाकरण, और हाइब्रिड क्वांटम-मैकेनिक्स/आणविक-मैकेनिक्स योजनाओं को शामिल करता है जो एक शास्त्रीय वातावरण में एक क्वांटम क्षेत्र को अंतःस्थापित करती हैं। रासायनिक और जैव-आणविक अनुप्रयोगों पर केंद्रित है।
Sub-topics
Core questions
- इलेक्ट्रॉनिक समस्या को हल किए बिना अनुभवजन्य बल क्षेत्र आणविक ऊर्जा को कैसे पकड़ सकते हैं?
- प्रक्षेपवक्र उत्पन्न करने के लिए गति के शास्त्रीय समीकरण को कैसे एकीकृत किया जाता है?
- संतुलन और मुक्त-ऊर्जा गुणों का कुशलता से नमूनाकरण कैसे किया जाता है?
- प्रतिक्रियाशील प्रणालियों के लिए क्वांटम और शास्त्रीय विवरणों को कैसे जोड़ा जा सकता है?
Key theories
- शास्त्रीय बल-क्षेत्र प्रतिनिधित्व
- क्वांटम संभावित ऊर्जा सतह को बांड, कोणों, टॉर्शन और गैर-बंधित अंतःक्रियाओं के लिए सरल विश्लेषणात्मक पदों के योग से बदलता है, जिसे प्रयोग या उच्च-स्तरीय गणनाओं को पुनरुत्पादित करने के लिए पैरामीटराइज़ किया जाता है।
- सांख्यिकीय-यांत्रिक नमूनाकरण
- सांख्यिकीय यांत्रिकी के माध्यम से सिम्युलेटेड प्रक्षेपवक्र या मोंटे कार्लो एन्सेम्बल को मैक्रोस्कोपिक थर्मोडायनामिक औसत से जोड़ता है, जो अवलोकन योग्य गुणों की गणना का आधार है।
Clinical relevance
आणविक यांत्रिकी और गतिकी प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, झिल्ली, पॉलिमर और सामग्रियों के अध्ययन के लिए अनिवार्य हैं, जो परमाणु संकल्प पर दवा खोज, सामग्री डिजाइन और बायोफिजिकल प्रयोगों की व्याख्या का समर्थन करते हैं।
History
1950-1970 के दशक में प्रारंभिक बल-क्षेत्र और तरल-सिमुलेशन कार्य से विकसित होकर, बायोमोलेक्यूल्स की आणविक गतिकी का बीड़ा कारप्लस, लेविट और अन्य ने उठाया; बहु-स्तरीय मॉडलिंग में इस क्षेत्र की मूलभूत भूमिका को 2013 के रसायन विज्ञान के नोबेल पुरस्कार द्वारा कारप्लस, लेविट और वारशेल को मान्यता दी गई थी।
Key figures
- Martin Karplus
- Michael Levitt
- Arieh Warshel
- Daan Frenkel
Related topics
Seminal works
- leach2001
- frenkel2002
Frequently asked questions
- आणविक यांत्रिकी क्वांटम रसायन विज्ञान से कैसे भिन्न है?
- आणविक यांत्रिकी निश्चित शास्त्रीय विभवों का उपयोग करती है और बंधन टूटने या इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं का वर्णन नहीं कर सकती है, लेकिन यह लाखों परमाणुओं तक बढ़ जाती है, जबकि क्वांटम विधियाँ कहीं अधिक लागत पर इलेक्ट्रॉनों को स्पष्ट रूप से संसाधित करती हैं।
- क्वांटम और शास्त्रीय विवरणों को क्यों जोड़ा जाए?
- QM/MM विधियाँ रासायनिक रूप से सक्रिय क्षेत्र को क्वांटम-यांत्रिक रूप से संसाधित करती हैं जबकि आसपास के वातावरण को शास्त्रीय रूप से दर्शाती हैं, जिससे एंजाइमों जैसी बड़ी प्रणालियों में प्रतिक्रियाशीलता को प्रबंधनीय लागत पर कैप्चर किया जा सकता है।