Solvasi dan Model Kontinuum

Sebagian besar reaksi kimia terjadi dalam larutan, dan model solvasi kontinuum menangkap efek pelarut dengan merepresentasikannya sebagai medium terpolarisasi yang mengelilingi zat terlarut.

Definition

Metode yang memperhitungkan pengaruh pelarut terhadap struktur, energetika, dan sifat zat terlarut, paling ekonomis dengan memperlakukan pelarut sebagai dielektrik kontinu yang dapat terpolarisasi.

Scope

Mencakup pemodelan efek pelarut, model kontinuum implisit seperti model kontinuum terpolarisasi, COSMO, dan model solvasi universal SMD, pembagian energi bebas solvasi menjadi kontribusi elektrostatik dan non-elektrostatik, serta penggunaan komplementer perlakuan eksplisit dan hibrida eksplisit/implisit.

Core questions

• Bagaimana kontinuum implisit merepresentasikan efek rata-rata dari suatu pelarut?
• Bagaimana energi bebas solvasi diuraikan menjadi bagian elektrostatik dan non-elektrostatik?
• Kapan molekul pelarut eksplisit dibutuhkan bersama atau sebagai pengganti kontinuum?
• Bagaimana efek pelarut mengubah energetika reaksi dan sifat-sifat yang dihitung?

Key theories

Solvasi dielektrik kontinuum

Merepresentasikan pelarut sebagai kontinuum dielektrik terpolarisasi yang mengelilingi rongga molekuler, dengan zat terlarut mempolarisasi medium dan medium bereaksi kembali pada zat terlarut.

Model solvasi universal

Model kontinuum yang diparameterisasi seperti SMD menggabungkan kontinuum elektrostatik dengan istilah empiris untuk memprediksi energi bebas solvasi di banyak zat terlarut dan pelarut.

Clinical relevance

Model solvasi sangat penting untuk prediksi realistis keasaman, potensial redoks, energetika reaksi, dan kelarutan dalam larutan, di mana mengabaikan pelarut dapat memberikan hasil yang salah secara kualitatif.

History

Dari gagasan medan reaksi Onsager, solvasi kontinuum berkembang melalui model kontinuum terpolarisasi yang dikembangkan oleh Tomasi dan rekan kerja serta model COSMO dan SMD, menjadikan perhitungan fase larutan menjadi rutin.

Key figures

• Jacopo Tomasi
• Benedetta Mennucci
• Christopher Cramer
• Donald Truhlar

Seminal works

• tomasi2005
• marenich2009

Frequently asked questions

Kapan model pelarut implisit tidak mencukupi?

Ketika interaksi spesifik zat terlarut-pelarut seperti ikatan hidrogen menjadi penting, kontinuum implisit dapat melewatkan efek-efek penting, dan molekul pelarut eksplisit atau perlakuan hibrida diperlukan.

Apa yang ditambahkan model solvasi pada perhitungan fase gas?

Ini memberikan stabilisasi serta perubahan struktural dan energetik yang ditimbulkan oleh pelarut, yang secara substansial dapat mengubah energi relatif, hambatan, dan sifat-sifat dari nilai fase gasnya.