ما المقصود بالميكانيكا الجزيئية

اقرأ في هذا المقال


تستعمل الميكانيكا الجزيئية الميكانيكا الكلاسيكية لعمل الأنظمة الجزيئية، حيث يعرف أن تقريب بورن أوبنهايمر صحيح، ويتم حساب الطاقة الكامنة لكل الأنظمة للإشارة على الإحداثيات النووية باستعمال حقول القوة.

مفهوم الميكانيكا الجزيئية

يمكن استعمال الميكانيكا الجزيئية للعمل بحوثات على أنظمة الجزيئات التي تتراوح في الحجم والتعقيد من الأنظمة البيولوجية الصغيرة إلى الكبيرة أو تجميعات المواد مع مجموعة آلاف إلى ملايين الذرات.

جميع طرق الميكانيكا الجزيئية الذرية لها الخصائص التالية

  • يتم محاكاة كل ذرة كجسيم واحد.
  • يتم تعيين نصف قطر لكل جسيم، وعادةً ما يكون نصف قطر فان دير فال وقابلية الاستقطاب وشحنة صافية ثابتة مشتقة عمومًا من الحسابات الكمومية أو التجربة.
  • تعامل التفاعلات المستعبدة على أنها نوابض بمسافة توازن مساوية لطول الرابطة التجريبية أو المحسوبة
  • المتغيرات حول هذا الموضوع ممكنة، على سبيل المثال، استعملت الكثير من إجراءات المحاكاة تاريخياً لتشكيل ذرة موحدة، حيث تم التأكيد على ان ميثيل طرفية أو وحدة ميثيلين وسيطة جسيمًا واحدًا، وعادة ما يتم محاكاة أنظمة البروتين الكبيرة باستخدام نموذج حبة يعين اثنين إلى أربعة جسيمات لكل حمض أميني.
  • يُطلق على التجريد الوظيفي الآتي، الذي قيل عنه بأنه دالة الكمون بين الذرات أو مجال القوة في الكيمياء، حساب الطاقة الكامنة للنظام الجزيئي (E) في شكل معين كمجموع لشروط الطاقة الفردية.

\ E = E_\text{covalent} + E_\text{noncovalent} \,\ E = E_\text{covalent} + E_\text{noncovalent} \,\ E = E_\text{covalent} + E_\text{noncovalent} \,

  • حيث يتم إعطاء مكونات المساهمات التساهمية وغير التساهمية من خلال الملخصات التالية:

\ E_\text{covalent} = E_\text{bond} + E_\text{angle} + E_\text{dihedral}

\ E_\text{noncovalent} = E_\text{electrostatic} + E_\text{van der Waals}

ويعتمد الشكل الوظيفي الدقيق للوظيفة المحتملة، أو مجال القوة، على برنامج المحاكاة المعين المستخدم، من أجل الاستنساخ الدقيق لأطياف الاهتزازات، يمكن استعمال إمكانات مورس حيث يمكن استعمالها بدلاً من ذلك، بتكلفة حسابية.

وتكون المصطلحات ثنائية السطوح أو الالتوائية عادةً لديها حد أدنى متعدد، وبالتالي لا يمكن عملها واعتبارها كمذبذبات توافقية، على الرغم من اختلاف شكلها الوظيفي المحدد مع التنفيذ.

المصدر: Molecular Mechanics Across Chemistry، Anthony K. RappéMolecular Structure: Understanding Steric and Electronic Effects from، Norman L. Allinger‏Principles of Molecular Mechanics، Katsunosuke MachidaMolecular Mechanics and Conformational Analysis inDrug Design، Gyorgy M Keseru


شارك المقالة: