Reaksiyon ve Özellik Tahmini
Hesaplamalı kimyanın getirisi tahmindir: reaksiyonların nasıl ilerlediği, ne kadar hızlı olduğu ve moleküllerin üretilmeden veya ölçülmeden önce yapısal, elektronik ve spektroskopik özelliklerinin tahmini.
Tanım
Yorumlama ve tasarımda kullanılmak üzere reaksiyon davranışını ve moleküler özellikleri tahmin etmeye yönelik hesaplamalı kimyanın bir araya getirilmiş amacı ve yöntemleri.
Kapsam
Geçiş durumları ve reaksiyon yolları aracılığıyla reaksiyon mekanizmalarının ve kinetiğinin hesaplamalı olarak karakterizasyonunu, kantitatif yapı-özellik ve yapı-aktivite ilişkileri aracılığıyla moleküler özelliklerin ve biyolojik aktivitenin tahminini, sürekli ve açık modellerle çözücü etkilerinin ele alınmasını ve spektrumların tahminini kapsamaktadır. Diğer alanların yöntemlerini kimyasal sorulara uygulamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Reaksiyon mekanizmaları, bariyerler ve hızlar hesaplamalardan nasıl elde edilmektedir?
- Özellikler ve aktiviteler moleküler yapıdan nasıl tahmin edilmektedir?
- Çözücü ve çevresel etkiler nasıl dahil edilmektedir?
- Spektrumlar nasıl hesaplanmakta ve deneyi yorumlamak için nasıl kullanılmaktadır?
Temel kuramlar
- Geçiş durumu kuramı
- Reaksiyon hızlarını potansiyel enerji yüzeyindeki geçiş durumunun özellikleriyle ilişkilendirmekte, hesaplanan bariyerleri kinetiğe bağlayan çerçeveyi sağlamaktadır.
- Yapı-özellik ilişkileri
- Moleküllerin özellikleri ve aktiviteleri, yapısal özelliklerinden, fiziksel olarak hesaplanmış nicelikler veya istatistiksel modeller aracılığıyla tahmin edilebilmekte, böylece özelliğe dayalı tasarım mümkün olmaktadır.
Klinik önem
Reaktivite, özellikler ve spektrumların hesaplamalı olarak tahmin edilmesi, sentez planlamasına, katalizör ve malzeme tasarımına, çevresel kader değerlendirmesine ve kimya genelindeki deneysel ölçümlerin yorumlanmasına rehberlik etmektedir.
Tarihçe
Eyring'in geçiş durumu kuramı ve Hansch'ın kantitatif yapı-aktivite ilişkilerine dayanan hesaplamalı tahmin, güvenilir elektronik yapı ve solvatasyon yöntemleriyle gelişmiş, kimya ve ilaç keşfinde deneyin rutin bir ortağı haline gelmiştir.
Öne çıkan isimler
- Henry Eyring
- Christopher Cramer
- Donald Truhlar
- Corwin Hansch
İlgili konular
Temel eserler
- cramer2004
- jensen2017
Sıkça sorulan sorular
- Reaksiyonların hesaplamalı tahminleri ne kadar doğrudur?
- Doğruluk, yöntem ve sisteme büyük ölçüde bağlıdır; yüksek seviyeli yöntemlerden elde edilen bariyerler küçük moleküller için oldukça güvenilir olabilirken, büyük veya güçlü korelasyonlu sistemler daha büyük ve daha az tahmin edilebilir belirsizlikler taşımaktadır.
- Hesaplamalı olarak ne tür özellikler tahmin edilebilir?
- Bunlar arasında geometriler, enerjiler ve bariyerler, dipol momentleri, asitlikler, redoks potansiyelleri, çözünürlükler, spektrumlar ve biyolojik aktiviteler yer almakta olup, fiziksel hesaplamalar, istatistiksel modeller veya her ikisi kullanılarak tahmin edilebilmektedir.