mechanika molekularna

mechanika molekularna,

metoda obliczeniowa stosowana w teoret. badaniach trójwymiarowej struktury złożonych związków chemicznych i ich kompleksów międzycząsteczkowych (np. kompleksów supramolekularnych);

wykorzystuje proste wyrażenia analityczne (tzw. pole siłowe) do przybliżonego obliczania energii potencjalnej złożonego układu chemicznego. Energia ta zależy od położenia wszystkich (N) atomów, które można przedstawić za pomocą zbioru współrz. wewn., takich jak: odległości międzyatomowe pary atomów (i-tego oraz j-tego), kąty walencyjne trzech sąsiednich atomów (i, j, k) oraz kąty torsyjne (dwuścienne) czterech sąsiednich atomów (i, j, k, l), gdzie i, j, k, l należą do zbioru {1, 2,... , N}. W polach siłowych używanych w mechanice molekularnej energię potencjalną przedstawia się za pomocą prostych wyrażeń mat., które jawnie zależą od niektórych bądź wszystkich współrz. wewn. układu. Wyrażenia te przyjmują zwykle postać sumy: składników reprezentujących potencjały atom–atom, członów deformacji długości wiązań kowalencyjnych, kątów walencyjnych, kątów torsyjnych, członów reprezentujących oddziaływania międzycząsteczkowe (np. wiązania wodorowe, efekty solwatacyjne). Za pomocą mechaniki molekularnej poszukuje się optymalnych trójwymiarowych struktur cząsteczek, tj. struktur odpowiadających minim. wartości energii potencjalnej; oblicza się również profile zmian energii potencjalnej w zależności od konformacji układu. Mechanika molekularna jest wykorzystywana w analizie konformacyjnej cząsteczek biologicznie aktywnych (np. białek, polisacharydów, kwasów nukleinowych), reagentów skomplikowanych syntez org., układów wielkocząsteczkowych (np. supramolekularnych), a także agregatów molekularnych (tzw. klasterów) stanowiących modele faz skondensowanych (np. modele roztworów, powierzchni ciał stałych).