Chimica computazionale
La chimica computazionale è una branca della chimica che utilizza l'informatica per aiutare a risolvere i problemi chimici. Questi programmi calcolano le strutture e le proprietà delle molecole e dei solidi. La chimica computazionale normalmente integra le informazioni ottenute dagli esperimenti chimici. Essa può prevedere fenomeni chimici che non sono ancora stati osservati. È ampiamente utilizzata nella progettazione di nuovi farmaci e materiali.
La chimica computazionale può prevedere la struttura (cioè le posizioni previste degli atomi della molecola), le energie assolute e relative (interazione), le distribuzioni di carica elettronica, i dipoli e i momenti multipolari superiori, le frequenze vibrazionali, la reattività o altre grandezze spettroscopiche e le sezioni d'urto per la collisione con altre particelle.
La chimica computazionale guarda sia ai sistemi statici che a quelli dinamici. In tutti i casi, con l'aumentare delle dimensioni del sistema oggetto di studio, cresce anche il tempo del computer e le altre risorse (come la memoria e lo spazio su disco) utilizzate. Quel sistema può essere una singola molecola, un gruppo di molecole o un solido. I metodi di chimica computazionale vanno da metodi altamente accurati a metodi molto approssimativi. I metodi altamente accurati sono tipicamente fattibili solo per piccoli sistemi.
Una funzione di energia potenziale della meccanica molecolare, ed è usata da programmi come Folding@Home per simulare come le molecole si muovono e si comportano.
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Domande e risposte
D: Che cos'è la chimica computazionale?
R: La chimica computazionale è una branca della chimica che utilizza l'informatica per aiutare a risolvere i problemi chimici. Può essere utilizzata per calcolare le strutture e le proprietà di molecole e solidi, prevedere fenomeni chimici non ancora osservati e progettare nuovi farmaci e materiali.
D: Quali tipi di sistemi esamina la chimica computazionale?
R: La chimica computazionale esamina sistemi statici e dinamici. Il sistema può essere una singola molecola, un gruppo di molecole o un solido.
D: Quali tipi di informazioni può fornire la chimica computazionale?
R: La chimica computazionale può fornire informazioni come la struttura (posizioni degli atomi), le energie assolute e relative, le distribuzioni di carica elettronica, i dipoli e i momenti multipolari superiori, le frequenze vibrazionali, la reattività o altre quantità spettroscopiche e le sezioni d'urto per la collisione con altre particelle.
D: Quanto sono accurati i metodi utilizzati nella chimica computazionale?
R: L'accuratezza dei metodi utilizzati nella chimica computazionale varia da molto accurata a molto approssimativa. I metodi altamente precisi sono in genere realizzabili solo per sistemi di piccole dimensioni.
D: In che modo la chimica computazionale integra i dati sperimentali?
R: La chimica computazionale integra normalmente le informazioni ottenute dagli esperimenti chimici. Può essere utilizzata per prevedere risultati che non sono ancora stati osservati sperimentalmente.
D: Le dimensioni del sistema da studiare influiscono sulla quantità di tempo necessario al computer?
R: Sì: con l'aumentare delle dimensioni del sistema da studiare, aumenta anche la quantità di tempo necessario al computer per l'analisi, nonché le risorse come la memoria e lo spazio su disco necessari per l'archiviazione.
