Wpływ solwatacji na cząsteczki i biomolekuły: Metody obliczeniowe i zastosowania

Oryginalny tytuł:

Solvation Effects on Molecules and Biomolecules: Computational Methods and Applications

Zawartość książki:

Nieustanny rozwój chemii kwantowej od czasu pojawienia się równania Schrodingera przekształcił tę dziedzinę w szanowaną gałąź nauki o niespotykanych dotąd możliwościach. Obecnie jest to dobrze znana dziedzina badań o mocy predykcyjnej, która jest ważnym elementem laboratoriów fizyko-chemicznych.

Bardzo ważny rozwój był prowadzony we wczesnych dniach przez błyskotliwych teoretyków, którzy byli gotowi wchłonąć niesamowitą i nieprzewidzianą rewolucję komputerową, która dopiero się zaczynała. Izolowane układy molekularne średniej wielkości mogą być teraz dokładnie badane teoretycznie metodami chemii kwantowej. Jednak od dawna zdawano sobie sprawę, że wszystkie zjawiska biomolekularne niezbędne do uzyskania i utrzymania żywych systemów zachodzą w roztworze, podobnie jak zdecydowana większość procesów chemicznych.

Rzeczywiście, rozpuszczalniki i układy ciekłe są istotne w eksperymentach chemicznych. W fizyce stałym zagadnieniem jest opis roli odgrywanej przez środowisko w modyfikowaniu właściwości systemu w porównaniu z sytuacją izolowaną.

Dlatego trudno zaprzeczyć znaczeniu badania atomów, cząsteczek i biomolekuł w środowisku rozpuszczalnika. Badania kwantowo-chemiczne układów molekularnych dotkniętych oddziaływaniem z rozpuszczalnikiem miały swój punkt zwrotny przed końcem lat 70-tych, kiedy to wykonano pionierskie prace, włączając właściwości dielektryczne ośrodka do efektywnego nieliniowego hamiltonianu.

Doprowadziło to naturalnie do rozwoju tak zwanych modeli ciągłych, które są obecnie popularne. Modele kontinuum mogą być implementowane od najprostszych do najbardziej wyrafinowanych metod kwantowo-chemicznych.