Кимёда компьютер моделлаштириш нима?

4. Куч майдонлари хақида тушунча.

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 nazariyalari o‘tgan asrning 60-yillarida T. Xill va A.I. Kitaygorodskiylar tomonidan yaratilgan. Molekulyar mexanika terminini fanga kim kiritgani haqida turli manbalarda turlicha ma’lumotlar mavjud. Ayrim ma’lumotlarda 1958-yilda L. Bartell tomonidan taklif qilingan deyilsa, boshqalarida birinchi marta Alder va Weynrayt (Wainwright)lar tomonidan 1957-yilda molekula atomlarining tebranishini hisoblash uchun qo‘llanilgan deyilgan. Ammo molekulalarga mexanik tizim ko‘rinishida qarash va ularning energiyalarini klassik mexanika nuqtai nazaridan hisoblash takliflari 1930-yillardan boshlangan.

1960-yillarga kelib birikmalarning kristall tuzilishlari, infraqizil (IQ) spektrlari va boshqa usullarda aniqlangan tajriba ma’lumotlari hisoblash usullarining aniqligini baholash bilan birgalikda yangi nazariy usullar yaratilishida salmoqli o‘rin tutdi. Shuningdek, ushbu davrga kelib sikloalkanlarning konformatsiyasi ko‘pchilik olimlar muhokamasida edi. Yarim empirik va noempirik usullar kompyuter imkoniyatlarining cheklanganligi sababli sikloalkanlarning konformatsiyasi haqida xulosaga kelish imkonini bermasdi.

Birinchi molekulyar mexanika tipidagi hisoblashlar Hendrikson (J.B. Hendrickson) tomonidan 1961 va 1964 yillarda sikloalkanlarning (C5 - C8) konformatsiyalarini o‘rganish uchun bajarilgan. Undan keyin, K.B. Viberg (K.B. Wiberg) tomonidan 1965-yilda MM tipidagi hisoblashlar amalga oshirilgan. Keyinchalik bir nechta guruh olimlar tomonidan MM tipidagi hisoblashlar olib borilgan. Ancha mukammal empirik hisoblash usuli ˗ MM1 1973 yilda N.L. Ellinjer (N.L. Allinger) tomonidan taklif qilingan. U yaratgan MM1 usuli ˗ sikloalkanlar hisobi uchun atigi 1-2 daqiqa sarflagan. U 1977-yilda MM1 usulini yanada mukammallashtirgan holda MM2 (uning MMP2 varianti ham yaratilgan), 1989-yilda MM3, 2004-yilda esa MM4 usullarini taklif qildi. Shuning uchun ham empirik hisoblashlar sohasida Ellinjerning o‘rni katta.