Cтраница 3
Однако долгое время ММО находился в забвении только потому, что он далек от языка химических структурных формул. [31]
Энгельс указывает здесь именно на синтез ализарина. Это был первый в истории не случайный, а научно обоснованный и строго направленный синтез красителя по его заранее известной химической структурной формуле. [32]
Недавно Син-саку Фудзита ( Fujita, 1993, 1995) разработал систему X MI K, которая состоит из набора Г ТЕХ овских пакетов для рисования широкого круга химических структурных формул. [33]
Новый этап в развитии представлений о молекуле начинается с создания русским химиком А. М. Бутлеровым ( 1861) теории химического строения молекулы, которая легла в основу химии. Одно из основных положений теории Бутлерова ( о ней будет подробно сказано далее) заключается в утверждении, что в молекуле каждого химического вещества имеется определенная последовательность связей атомов и их расположение в молекуле. Химические структурные формулы выражают истинное строение молекулы соединения. [34]
Интенсивное развитие этих систем обусловлено не только значительной остротой информационного кризиса в области химии с ее многими миллионами химических соединений и реакций, но и не в меньшей мере особенностями языка химических структурных формул. Этот универсальный и в значительной мере формализованный язык позволяет просто и достаточно полно охарактеризовать важнейшие особенности строения химических соединений и сущность химических реакций. Язык химических структурных формул является разновидностью языка графов, широко применяемого для описания строения объектов самой различной природы. [35]
Возбужденный комплекс [ A L ] легко отрывается от поверхности. Исходный комплекс А состоит обычно из нескольких атомов и представляет собой элементарную структурную единицу твердого тела ( аналогичную сложной молекуле), принимающую участие в акте растворения. В ее химической и структурной формуле отражены стехиометрия и характер ближнего порядка в решетке твердого тела. В настоящее время экспериментально установлены структура и химический состав кЬмплексов, принимающих участие в растворении для ряда твердых тел. [36]
Новый этап в развитии представлений о молекуле начинается с создания русским химиком А. М. Бутлеровым теории химического строения, которая легла в основу химии. Одно из основных положений теории Бутлерова заключается в утверждении, что в молекуле каждого вещества имеется определенная последовательность связей атомов и их расположение в молекуле. По Бутлерову, химические структурные формулы выражают истинное строение молекулы соединения. [37]
Разработанная система названий - номенклатура - необходима каждой отрасли науки, в частности, химической науке. На этом очевидном положении можно было бы не останавливаться, если бы не имело хождения ложное мнение о том, что химическим соединениям, однозначно характеризуемым структурными формулами, незачем приписывать специальные и тем более, систематические названия. Между тем, химическая структурная формула - это, по сути дела, рисунок некоторой молекулярной модели, человеческое же мышление непосредственно связано со словом, с которым, в свою очередь связаны другие звуковые, зрительные или моторные ассоциации. [38]
Таким образом, имеется явное сходство между нормальными резонансными структурами LVII и LVIII для циклических тримера и тетрамера, с одной стороны, и бензолом и циклоок-татетраеном - с другой. Такая аналогия сразу наводит на мысль, что соединения этого типа могут быть ароматическими, особенно благодаря равенству длин всех связей PN в каждом из колец. Она появляется только потому, что в химических структурных формулах мы используем одно и то же обозначение ( черту) для связей всех типов. В действительности ря - Лт-связи в LVII или LVIII и ря-ря-связи в циклическом полиене, например, в бензоле или циклооктатетраене, качественно отличаются. [39]
Этим расчетом был качественно выяснен квантово-механический смысл валентного штриха - основного символа языка химических структурных формул. Из расчета молекулы водорода, выполненного Гейтлером и Лондоном, следовало, что валентный штрих имеет смысл пары электронов с антипараллельными спинами. Волновая функция этой электронной пары обеспечивает в - пространстве между двумя атомными ядрами локализацию отрицательного заряда электронов, достаточную для удержа-ния обоих ядер на таком расстоянии, при котором имеет смысл рассматривать всю систему, образованную двумя атомами, как единую молекулу. [40]
Обсуждаемые методы ( МВС и ММО) не исключают один другого, а взаимно дополняют. Основные идеи ММО были высказаны почти одновременно с концепциями МВС в 20 - х годах нашего века. Однако долгое время ММО находился в забвении только потому, что он далек от языка химических структурных формул. Между тем успешное решение практических задач химии по синтезу новых веществ с заданными свойствами целиком и полностью основывается на сведениях о строении искомых веществ. [41]
Когда была распространена программа ММ2 ( для примера), пользователи должны были разработать довольно детальное описание молекулярной геометрии лишь для того, чтобы только начать расчет. Борьба с давно забытой после средней школы геометрией не является очень воодушевляющей и привлекательной для впервые встретившегося с компьютерной химией. Конечно, эта проблема не нова - программисты ведущих химических компаний разработали графические системы, способные осуществлять чтение химических структурных формул. Такие легко вводимые формулы могут служить основой для поисков в литературе и расчетов по методу молекулярной механики; они также могут быть полезными для популяризации расчетных методов. Наша программа, вероятно, со временем станет широко распространенной в отличие от существующих программ. Она использует методы, применяемые в исследованиях по искусственному интеллекту; распознавание химических структур осуществляется аналогично тому, как это делают химики. [42]
Меньшие машины из-за системы кода ограничены в возможностях, что сказывается в недостаточной наглядности, недостаточной логичности построения и в невозможности дальнейшего расширения областей применения. Напротив, возможности описываемой машины для химического кода теоретически неограничены. Однако такие границы ставятся из соображений целесообразности и удовлетворения требований, касающихся облегчения обработки. Этим обеспечиваются богатые возможности дальнейшего расширения с целью удовлетворения требований практики. Дальнейшее преимущество ( специфическое) данной машины по сравнению с малыми установками состоит в возможности регистрировать исключительно экономичным способом химические структурные формулы со многими функциональными группами в общей форме. [43]
Это совершенно новые структурные модели, впервые введенные в квантовой механике и употребляемые лишь для удобства и наглядности. Поясним сказанное следующим рассуждением. Если структуру I повернуть на 60 вокруг центра симметрии, она полностью совпадает со структурой II. Кекуле не имеет смысла. Приведенное рассуждение основано на неправильном понимании принципа резонанса. Резонирующие структуры нельзя отождествлять с обычными химическими структурными формулами, которые отвечают реальным молекулам. Резонансные структуры однозначно определяются только волновой функцией. [44]
Информация с бланка должна быть введена в автоматизированную информационную систему. При графическом вводе структурные формулы рисуются оператором на плоскости при помощи специальной головки, непосредственно связанной с ЭВМ, и их изображения появляются на экране катодной трубки. Аналогичным Ьбразом функционируют устройства, снабженные световым пером, также дающим изображения на экране катодной трубки. Представляется возможным графически вводить структурные уравнения реакций с выделенными образующимися и разрывающимися связями и с использованием переменных радикалов. Структурные единицы, соответствующие значениям этих радикалов в отдельных реакциях, объединяемых данным уравнением, вводятся аналогично. Одна ЭВМ может быть связана с достаточно большим числом выносных пультов, а также с устройством графического вывода, позволяющим получить из машины изображения химических структурных формул в привычном для химика виде. При массовом вводе химической информации более эффективным для контрольного вывода может оказаться быстродействующее фотонаборное устройство, управляемое ЭВМ. [45]