Використання моделювання в хімії

Нова педагогіка » Комп'ютерна підтримка курсу хімії » Використання моделювання в хімії

Сторінка 1

На думку більшості видатних хіміків, у тому числі лауреата нобелівської премії Р. Сиборга, теоретичне моделювання є основним методом пізнання в хімії. Сутність хімічних явищ прихована від безпосереднього спостереження дослідника, тому пізнання здійснюють шляхом побудови моделі невидимого об'єкта за непрямими даними.

Хімія - наука експериментальна. Всі результати досліджень будови і реакцій речовин повинні перевірятися на досвіді з наступними рекомендаціями до практичного використання. Моделювання властивостей та реакційної здатності хімічних сполук - складова частина загальної стратегії досліджень, роль якої стає все більш активною. Основні причини визначаються успіхами розвитку теоретичних уявлень про будову речовин і фантастичними досягненнями комп'ютерних технологій.

Можна виділити наступні напрямки моделювання властивостей і динаміки молекул, результати якого досягають рівня точності, порівнянного з точністю сучасного експерименту. Насамперед, це розрахунки будови і спектрів окремих молекул і міжмолекулярних комплексів методами квантової хімії та теоретичної молекулярної спектроскопії. В даний час можна робити досить надійні прогнози для молекулярних систем з числом атомів до 100 і навіть більше.

Серед найважливіших досягнень квантово-хімічних розрахунків молекулярних систем виділимо можливість побудови поверхонь потенційної енергії. Для завдань структурної хімії, як правило, достатньо обмежитися аналізом основного електронного стану, для моделювання хімічної кінетики часто необхідна також інформація про потенційних поверхнях збуджених електронних станів. Одержувані з подібних розрахунків потенціали взаємодії хімічних частинок потрібні для таких важливих прийомів моделювання в хімії, як методи молекулярної механіки, молекулярної динаміки. Число атомів в системі, властивості якої моделюють подібним чином за допомогою суперкомп'ютерів, досягає гігантських розмірів - мова вже йде про мільйони частинок. Розвиток чисельних методів розв'язання рівнянь теорії багатьох частинок дозволяє моделювати і прогнозувати властивості твердих тіл, рідин, розчинів, розраховувати характеристики процесів на поверхнях, оцінювати параметри молекулярних систем, впроваджених в порожнині каркасних сполук, інертні чи реакційні матриці, здійснювати моделювання в матеріалознавстві.

Молекулярне моделювання (ММ) - збірна назва методів дослідження структури і властивостей молекул обчислювальними методами з наступною візуалізацією результатів, що забезпечують їх тривимірне представлення при заданих в розрахунку умовах. Методи молекулярного моделювання використовуються в комп'ютерній хімії, обчислювальної біології і науках про матеріали для вивчення індивідуальних молекул, так і взаємодії в молекулярних системах. Розрахунки найпростіших систем при молекулярному моделюванні можуть бути виконані вручну, але із-за великого обсягу обчислень при молекулярному моделюванні скільки-небудь складних систем, особливо при дослідженні молекулярної динаміки, використовуються комп'ютерні методи розрахунку і візуалізації, ця техніка отримала назву комп'ютерного молекулярного моделювання (англ. computer-assisted molecular modeling, CAMM).

Страницы: 1 2

Рекомендуємо почитати:

Абсолютна і відносна похибка наближеного значення числа
Значення чисел, якими користуються у практичних розрахунках, бувають точними і наближеними. Причини появи наближених значень чисел і величин можуть бути різними: неточність методу розв'язув ...

Використання різнорівневих завдань як ефективний метод забезпечення диференціації навчання
Однією із складової успіху засвоєння знань учнями на відповідному їм рівні та допомоги вчителю при організації роботи на уроці є різнорівневі завдання. Тобто вчитель має розуміти, що за диф ...

Класифікація педагогічних технологій
Складність, багатогранність педагогічної діяльності є чинником, що відкриває простір для багатьох педаго­гічних технологій, динаміка продукування яких пос­тійно зростає. Широкий спектр, баг ...

Викладання іноземної мови

Викладання іноземної мови

У ДНЗ навчання дітей англійської мови доцільно розпочинати з п'ятилітнього віку. Більшість дітей цього віку досягають інтелектуальної, вольової, мотиваційної та емоційної готовності вивчати другу мову у колективі. >>>

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.edudirect.net