Arvutuskeemia
Arvutikeemia on keemia haru, mis kasutab keemiliste probleemide lahendamiseks arvutiteadust. Need programmid arvutavad molekulide ja tahkete ainete struktuure ja omadusi. Arvutikeemia täiendab tavaliselt keemiliste katsete abil saadud teavet. Sellega saab ennustada keemilisi nähtusi, mida ei ole veel täheldatud. Seda kasutatakse laialdaselt uute ravimite ja materjalide kavandamisel.
Arvutikeemia abil saab ennustada struktuuri (st molekuli aatomite eeldatavat asendit), absoluutseid ja suhtelisi (vastastikmõju) energiaid, elektronlaengute jaotusi, dipoole ja kõrgemaid multipoolmomente, võnkesagedusi, reaktiivsust või muid spektroskoopilisi suurusi ning ristlõikeid kokkupõrgeteks teiste osakestega.
Arvutikeemia uurib nii staatilisi kui ka dünaamilisi süsteeme. Kõikidel juhtudel kasvab uuritava süsteemi suuruse kasvades ka kasutatav arvutiaeg ja muud ressursid (näiteks mälu ja kettaruum). See süsteem võib olla üks molekul, molekulide rühm või tahke aine. Arvutikeemia meetodid varieeruvad väga täpsetest kuni väga ligikaudsete meetoditeni. Väga täpsed meetodid on tavaliselt teostatavad ainult väikeste süsteemide puhul.
Molekulaarmehaanika potentsiaalne energiafunktsioon, mida kasutavad programmid nagu Folding@Home, et simuleerida molekulide liikumist ja käitumist.
Seotud leheküljed
- Bioinformaatika
- Statistiline mehaanika
Küsimused ja vastused
K: Mis on arvutuslik keemia?
V: Arvutikeemia on keemia haru, mis kasutab keemiliste probleemide lahendamiseks arvutiteadust. Seda saab kasutada molekulide ja tahkete ainete struktuuride ja omaduste arvutamiseks, seni vaatlemata keemiliste nähtuste ennustamiseks ning uute ravimite ja materjalide kavandamiseks.
K: Milliseid süsteeme arvutuslik keemia uurib?
V: Arvutikeemia uurib nii staatilisi kui ka dünaamilisi süsteeme. Süsteem võib olla üks molekul, molekulide rühm või tahke aine.
K: Millist teavet saab arvutuslik keemia anda?
V: Arvutikeemia võib anda sellist teavet nagu struktuur (aatomite asukohad), absoluutsed ja suhtelised energiad, elektronlaengute jaotused, dipoolid ja kõrgemad multipoolmomendid, võnkesagedused, reaktsioonivõime või muud spektroskoopilised suurused ning ristlõiked kokkupõrkete puhul teiste osakestega.
K: Kui täpsed on arvutuslikus keemias kasutatavad meetodid?
V: Arvutikeemias kasutatavate meetodite täpsus ulatub väga täpsest kuni väga ligikaudse täpsuseni. Väga täpsed meetodid on tavaliselt teostatavad ainult väikeste süsteemide puhul.
K: Kuidas täiendab arvutuslik keemia eksperimentaalseid andmeid?
V: Arvutikeemia täiendab tavaliselt keemiliste katsete abil saadud teavet. Selle abil saab ennustada tulemusi, mida ei ole veel eksperimentaalselt täheldatud.
K: Kas uuritava süsteemi suurus mõjutab seda, kui palju arvutiaega on vaja?
V: Jah - kui uuritava süsteemi suurus kasvab, siis kasvab ka analüüsiks vajalik arvutiaeg ja ressursid, näiteks mälu ja salvestamiseks vajalik kettaruum.
