Previsão de Reação e Propriedade
A recompensa da química computacional é a previsão: de como as reações ocorrem, quão rápido, e das propriedades estruturais, eletrônicas e espectroscópicas das moléculas antes de serem criadas ou medidas.
Definition
O objetivo e os métodos coletados da química computacional direcionados à previsão do comportamento de reação e das propriedades moleculares para uso em interpretação e design.
Scope
Abrange a caracterização computacional de mecanismos e cinéticas de reação através de estados de transição e caminhos de reação, a estimativa de propriedades moleculares e atividade biológica através de relações quantitativas estrutura-propriedade e estrutura-atividade, o tratamento de efeitos de solvente com modelos contínuos e explícitos, e a previsão de espectros. Aplica os métodos das outras áreas a questões químicas.
Sub-topics
Core questions
- Como os mecanismos de reação, barreiras e taxas são obtidos a partir de cálculos?
- Como as propriedades e atividades são previstas a partir da estrutura molecular?
- Como os efeitos do solvente e ambientais são incorporados?
- Como os espectros são calculados e usados para interpretar experimentos?
Key theories
- Teoria do estado de transição
- Relaciona as taxas de reação às propriedades do estado de transição na superfície de energia potencial, fornecendo a estrutura que conecta as barreiras calculadas à cinética.
- Relações estrutura-propriedade
- As propriedades e atividades das moléculas podem ser previstas a partir de características de sua estrutura, seja por meio de quantidades calculadas fisicamente ou modelos estatísticos, permitindo o design orientado por propriedades.
Clinical relevance
A previsão computacional de reatividade, propriedades e espectros orienta o planejamento de síntese, o design de catalisadores e materiais, a avaliação do destino ambiental e a interpretação de medições experimentais em toda a química.
History
Enraizada na teoria do estado de transição de Eyring e nas relações quantitativas estrutura-atividade de Hansch, a previsão computacional cresceu com métodos confiáveis de estrutura eletrônica e solvatação, tornando-se um parceiro rotineiro da experimentação em química e descoberta de medicamentos.
Key figures
- Henry Eyring
- Christopher Cramer
- Donald Truhlar
- Corwin Hansch
Related topics
Seminal works
- cramer2004
- jensen2017
Frequently asked questions
- Qual a precisão das previsões computacionais de reações?
- A precisão depende muito do método e do sistema; as barreiras de métodos de alto nível podem ser muito confiáveis para moléculas pequenas, enquanto sistemas grandes ou fortemente correlacionados apresentam incertezas maiores e menos previsíveis.
- Que tipos de propriedades podem ser previstos computacionalmente?
- Isso inclui geometrias, energias e barreiras, momentos de dipolo, acidez, potenciais redox, solubilidades, espectros e atividades biológicas, usando cálculos físicos, modelos estatísticos ou ambos.