Кимёда компьютер моделлаштириш нима?

3. Ҳисоблашларнинг эмпирик усуллари

Ikki qismga bo`liadi. 1-Molekulyar mexanika

Molekulyar mexanika usuli tajribada aniqlangan ma’lumotlar asosida hisoblashlar olib borilganligi uchun “empirik usullar” deyiladi. Bundan tashqari, molekulyar mexanika usullari “kuch maydonlari” deb ham aytiladi. Bunday deyilishining asosiy sababi, avvalo, Nyutonning uchinchi (F=-F) qonuni bilan bog‘liq, ya’ni kimyoviy bog‘ni cho‘zish uchun kuch (F) ta’sir qilinsa darhol cho‘zilishga qarshi kuch (-F) yuzaga keladi. Yana shuningdek, sistema energiyasi va bog‘ uzunligi (valent, torsion burchak) bog‘liqligini ifodalovchi potensiallarning (Morze potensiali, Lennard-Jons potensiali va b.) hamda infraqizil spektroskopiyasida guruhlar to‘lqin sonini aniqlash formulasidagi bog‘ doimiysining (k – force constant) qo‘llanilishi bilan bog‘liqdir.

Molekulyar mexanika atom darajasidagi modellashtirish usulidir. Molekulyar mexanika usulida birikmalar mikroskopik mexanik tizimlar (Nyuton zarrachalari) deb qaraladi. Atomlar go‘yoki o‘zaro mexanik prujina orqali bog‘langan (2.2-rasm) va ularning fazoda joylashishi mexanik kuchlar (atom potensiallari) yordamida nazorat qilinadi.

Bog‘lanmagan atomlar orasidagi masofa ular orasidagi (dipol-dipol, zaryad-zaryad) ta’sirlashuvlar ˗ Kulon va Van-der-Waals tenglamalari yordamida optimallashtiriladi.

Bugungi kunda ko‘pchilik hisoblash majmualarida MM hisoblash usullari mavjud:

1. MM2 (ChemOffice);

2. MMX (PCModel);

3. MM+, Amber, OPLS, BIO+ (HyperChem);

4. GAFF, Ghemical, MMFF94, MMFF94s, UFF (Avogadro);

5. UFF, Dreiding, Amber (Gaussian) va b.

2- Molekulyar dinamika

Molekulyar dinamika molekulalarning aylanma, ilgarilanma va ichki molekulyar (ayrim atomlar yoki guruhlar tebranish) harakatlarini mikrodarajada modellash orqali ma’lum birikmalarning fizikaviy makroxususiyatlarini aniqlash imkonini bermoqda. Makroxususiyatlar ˗ molekulalarning ma’lum vaqt davomida fazodagi harakati natijasida qoldirgan izi, ya’ni trayektoriyasini qayd qilish orqali aniqlanadi. Molekula yoki molekulalar (tizim) harakati molekula(lar) tuzilishiga, muhitga (erituvchi, kristal panjara va b.), modda zichligiga (miqdoriga), harorat va bosim o‘zgarishiga, chegaraviy shartlarga (tanlangan to‘rtburchak yoki sferik katakcha o‘lchamiga) va boshqa omillarga bog‘liq.

Birikmalarning eritmalardagi dinamikasini hisoblashda to‘rtburchak yoki sferik katakcha (chegaraviy shart) tanlanib, ularning o‘lchami, erituvchi molekulalari va kerakli birikmalar tayyorlanadi.

MD hisoblashlari gaz faza, suyuqlik va kristal holatlarning fizik jarayonlarini, ular orasidagi diffuziyani, molekulyar sistemalarga tashqi maydon ta’sirini, ionlangan nurlar, termik va mexanik og‘ir ta’sirlar natijasida kristallarda defektlar yuzaga kelish jarayonlarini o‘rganish imkoniyatlarini bermoqda.

MD hisoblashlarini AMBER, CHARMM, NAMD, POLY-MD, LAMMPS, LPMD, NEWTON-X, Desmond, Gromacs, ORAC, XMD, Abolone, RedMD, Materials Studio, GROMOS, HyperChem, YASARA va ORCA dasturlarida amalga oshirish mumkin.