Reja: Molekulyar mexanika usullari

Molekulyar mexanika nazariyalari va harakatlarni sonli ifodalash usullari hamda majmualari
15-20-guruh Ismoiljonova Ozoda
Reja:
1. Molekulyar mexanika usullari
2. Trayektoriyani vaqt bo’yicha ifodalash qoidalari.
Molekulyar mexanika nazariyalari o’tgan asrning 60-chi yillarida T. Xill va A.I. Kitaygorodskiylar tomonidan yaratilgan. Molekulyar mexanika termini 1958 yilda L. Bartell tomonidan taklif qilingan. Birinchi molekulyar mexanika tipidagi hisoblashlarni amalga oshiruvchi programma K.B. Viberg (K.B. Wiberg) tomonidan 1965 yilda ishlab chiqilgan. 1976 yilda N.L. Ellinjer (N.L. Allinger) MM1 usulini, 1977 yilda esa MM2 usulini taklif qildi.
Molekulyar mexanika (MM) usullarida atomlar kuch maydonlarida joylashgan N ’yuton zarrachalari deb qaraladi. Ularning o’zaro ta’siri potensial energiya bilan ifodalanadi. Potensial energiya bog’ uzunliklari (r), bog’lar orasidagi burchak (vb), ikki yonli (torsion) burchak va bog’lanmagan fragmentlar orasidagi elektrostatik (k) hamda Van-der-vaals ta’siriashuvlariga bog’liq. MM yoki kuch maydonlari usullarida umumiy potensial energiya yuqorida keltirilgan ta’sirlashuvlar energiyalarining yig’indisi sifatida topiladi:
MM usuli empirik usul -tajribada olingan geometrik va boshqa kattaliklar asosida parametrlanadi. Ma’lum bo’lgan, alohida olingan har bitta kimyoviy bog’ uzunligi ideal bog’ uzunligi (r0) sifatida kiritilgan. Masalan, sp gibridlangan C atomlari orasidagi C-C bog’ uzunligi 1.508 A, sp2 gibridlangan C atomlari orasidagi C=C bog’ uzunligi 1.333 A va sp gibridlangan C atomlari orasidagi C=C bog’ uzunligi 1.200 A deb kiritilgan. Bog’ energiyasini topishda quyidagi ifoda yordamida minimal energetik holat energiyasi olinadi:
bu yerda, k-parametrlashda aniqlanadiga o’zgarmas kattalik, r0 -parametrlashda kiritilgan ideal bog’ uzunligi va r -qaralayotgan birikmadagi ideal bog’ uzunligidan farq qiluvchi (real) bog’ uzunligi. M a’lumki, kimyoviy bog’lar uzunligi belgilangan masofagacha uzayishi va qisqarishi mumkin. Yadrolar orasidagi masofa oshishi bilan potensial energiya ham keskin oshadi. MM usulida kimyoviy bo’glar prujinadek tasaffur qilinadi.
MM usulida valent burchak energiyasini ifodalashda quyidagi ifodadan foydalaniladi:
Bugungi kunda, ko’pchilik hisoblash majmualari uchun MM usullari yaratilgan va kiritilgan:

• MM2 (ChemOffice);
• MMX (PCModel);
• MM+, Amber, OPLS, BIO+ (HyperChem); 14
• Ghemical, MMFF94, MMFF94s, UFF (Avogadro);
• UFF, Dreiding, Amber (Gaussian). UFF-universal force field (Universal kuch maydoni), MMFF-Merk Molecular Force Field.

MM usuli kvant-kimyoviy usullarga nisbatan juda tezkor usul sanaladi. Lekin, aniqligi yarim empirik va noempirik usullarnikiga nisbatan past. MM usullarida N, O kabi atomlaridagi bog’lanmagan elektron juft ta’sirlashuvlari to’liq inobatga olinmagan. Tautomerlar, konformerlar va boshqa birikmalarning umumiy energiyasi hisobida tajriba bilan mos tushadigan ma’lumotlar olingan. Ayrim MM usullari atom zaryadlari va hosil bo’lish issiqligini hisoblashga parametrlangan.
Keyingi vaqtlarda MM usulining tezkorligi asosida kvant-kimyo va MM usullari birlashtirgan, gibrid usullar (QM/MM) yaratish ustida izlanishlar olib borilmoqda. Bunga misol qilib Morokumaning ONIOM usulini misol qilib keltirish mumkin.