Кимёда компьютер моделлаштириш нима?

1. Кимёда компьютер моделлаштириш нима?

Kompyuter kimyosi - kimyoning informatsion texnologiyalarsiz tasavvur qilish qiyin bo’lgan sohasidir. Ushbu fan kvant-kimyoviy hisoblashlar bilan cheklanib qolmasdan o’z ichiga empirik usullarda birikmalarning turli xil fizik-kimyoviy xarakteristikalar hisobi, moddalar reaktsion qobiliyatini baholash

va biologik faolliklarini ifodalovchi matematik modellar tuzish, hamda dinamik jarayonlarni modellash kabi izlanishlarni qamrab olmoqda. Uning yuzaga kelishiga kvant mexanikasi va kvant-kimyo fanlaridagi yutuqlar bevosita sababchi bo’lgan.

Kompyuter kimyosi chet ellarda ―Computational chemistry‖, ―Molecular modeling‖, ―Компьютерная химия‖, ―Математическое моделирование‖ kabi fanlar sifatida o‘qitilmoqda va u hisoblashlarning kvant-kimyoviy usullaridan tashqari molekulyar mexanika, molekulyar dinamika, molekulyar doking va QSAR sohalarini ham o‘z ichiga olmoqda. Bugungi kunda “Kompyuter kimyosi” yoki “Kimyoda molekulyar modellashtirish” deganda – kimyoviy birikmalarning ikki va uch o‘lchamli (2D va 3D) tuzilish formulalarini kompyuter dasturlarida hosil qilish hamda ularning elektron, energetik, spektral va boshqa ko‘rsatkichlarini (parametrlarini) kompyuter dasturlarida hisoblash, shuningdek, olingan natijalarni vizuallashtirish tushuniladi.

Kimyoda qo‘llaniladigan kompyuter dasturlarini shartli ravishda uchta kategoriyaga bo‘lish mumkin:

1. Yordamchi dasturlar (interfeyslar): ChemWin, IsisDraw, ChemOffice, Facio, MaSK, Avagadro, WinMostar, GaussView, ChemCraft va boshqa dasturlar.

2. Hisoblash majmualari: Gaussian, Gamess, ORCA, Firefly (PC Gamess), ADF, Spartan, Hyperchem, Mopac2012, ChemOffice va b.

3. In Silico sohasida qo‘llaniladigan dasturlar (PASS, QSAR/QSPR, Molekulyar Docking – AutoDock, Dock, DOT, DockVision FRED, FlexiDock, GRAMM, ICM-Dock dasturlari).

2. Кимё таълимида компьютер дастурларининг ўрни.

Zamonaviy kimyo ta’limida kompyuter dasturlarining o‘rni beqiyosdir. Avvalo, kimyoviy birikmalar (murakkab moddalar) tuzilishini uch o‘lchamli (3D) ko‘rinishda namoyish etish o‘quvchilarning birikmalarning fazoda joylashishi (stereokimyo) haqidagi bilim va ko‘nikmalarini oson va tez qabul qilishiga olib keladi. Bundan tashqari, internet resurslarida kimyo (taqdimotlar: www.ppt4web.ru/khimija, 3D Animations for Chemistry teaching: www.quimica3d.com/, Chemistry animations: www.klte.hu/~lenteg/animate.html, PhET: Free online physics, chemistry, biology, earth science and math: https://phet.colorado.edu, 100 экспериментов по химии: www.chemicum.com) ta’limiga oid mavzulashtirilgan ko‘rgazmali materiallar, animatsiyalar va videomateriallar mavjud bo‘lib, ular ham o‘quvchilarning kimyo sohasidagi bilim va ko‘nikmalari oshishiga xizmat qilishi mumkin. Shuningdek, ta’kidlangan ko‘rgazmali (www.chemicum.com) materiallar kimyo darsliklariga kiritilgan laboratoriya mashg‘ulotlarini ham o‘z ichiga olgan bo‘lib, videomateriallar bilan tanishish orqali amaliy darslarni o‘tkazishdan oldin bajariladigan vazifalarni to‘liqroq o‘rganish imkonini beradi.

Kimyo va kimyoni o‘qitish metodikasi bakalavr yo‘nalishi talabalari “Kompyuter kimyosi” fani bilan tanishish jarayonida birikmalarning 2D tuzilish formulalarini hosil qilishib, ularning foiz tarkibini hisoblaydigan hamda sistematik nomenklatura bo‘yicha nomlab beradigan dasturlar bilan tanishadilar. Bundan tashqari, birikmalarning 3D geometriyalarini hosil qilishda, geometrik, elektron va energetik parametrlar hisobida qo‘llaniladigan kompyuter dasturlari bilan tanishadilar hamda ularda mustaqil ishlash ko‘nikmalari shakllanadi. Shuningdek, talabalar dunyo miqyosida ta’lim jarayonida keng qo‘llanilayotgan PhET simulations (https://phet.colorado.edu/) va crocodilechemistry (Yenka’s virtual labs: www.yenka.com) kabi dasturlar bilan tanishadilar. Kompyuter dasturlari kimyo yo‘nalishi magistrantlari va yosh ilmiy izlanuvchilarning asosiy ishchi quroli bo‘lib, kundalik o‘qish (ish) jarayonlarida turli xil birikmalarning fazoviy tuzilishi, reaksion qobiliyati, biologik faolliklari bilan bog‘liq muammolarni o‘rganishda, ya’ni nazariy bilimlarini mukammallashtirishda hamda ko‘rgazmali taqdimotlar tayyorlashlarida muhim ahamiyat kasb etadi.