p Hoje, quando novos medicamentos são desenvolvidos com a ajuda de supercomputadores, e dispositivos eletrônicos operam em nanoescala, é muito importante que os cientistas entendam como as moléculas vizinhas se comportam umas em relação às outras. Para este propósito, eles precisam saber os tamanhos dos átomos com o mais alto grau de precisão. Métodos modernos de química quântica podem ser úteis aqui, mas as respostas que oferecem não são precisas o suficiente ou levam meses de trabalho para serem produzidas. Cientistas da Universidade ITMO e seus colegas da Academia Russa de Ciências propuseram um novo método de análise estatística de interações intermoleculares e tamanhos de átomos. A pesquisa deles apareceu na primeira página do ChemPhysChem Diário. p Do ponto de vista da química, todos nós vivemos em um mundo de interações intermoleculares perpétuas. O processo de preparação do chá, digerir nossas refeições ou a rigidez de um novo tipo de plástico - tudo isso depende da maneira de interação de moléculas específicas. O problema é que os métodos modernos da química quântica não são suficientes para descrever completa e precisamente as características das interações intermoleculares.

p Então de novo, hoje é muito importante para os cientistas conhecer a energia das interações intermoleculares. Os pesquisadores precisam de dados precisos sobre como as moléculas de uma nova droga interagem com as células de um organismo, ou na estrutura molecular de um novo semicondutor. As menores mudanças na maneira de interação das moléculas podem tornar uma invenção muito eficaz ou completamente inviável. Os químicos encontraram uma saída:a fim de identificar até que ponto as interações intermoleculares afetam as propriedades de um sistema químico, eles começaram a usar o princípio do tamanho efetivo dos átomos, mais comumente conhecido como raios de van der Waals. Este conceito implica que, se os átomos ficarem mais próximos uns dos outros do que a uma distância específica, então sua interação é significativa; de outra forma, pode ser negligenciado.

p Ainda, devido às especificidades do método para determinar os raios de van der Waals, seus valores são geralmente subdimensionados em 10-15%. Como resultado, erros aparecem na análise de sistemas químicos, e muitas interações são negligenciadas como insignificantes. Uma equipe de cientistas da ITMO University em colaboração com especialistas do Instituto Nesmeyanov de Compostos de Organoelementos propôs um novo método de análise estatística que permite determinar melhor o tamanho dos átomos.

p "Como você geralmente calcula o tamanho eficiente dos átomos?" disse Ivan Chernyshov, um dos autores do artigo, "Nós vamos, temos dados sobre todas as interações possíveis entre dois átomos. Se traçarmos um gráfico da distribuição das distâncias interatômicas, poderemos obter uma distância média que corresponda à interação analisada. Ainda, Isto nem sempre é possível, então, em vez da distância mais provável do gráfico, obtemos um diferente, valor aproximado. Conseguimos contornar esse problema descobrindo uma maneira de filtrar os contatos acidentais de interações diretas onde não há outros átomos de triagem na 'linha de visão' entre os centros dos dois átomos. "

p Apesar deste método para resolver uma tarefa extremamente complexa do campo da química quântica ser bastante simples, permite obter dados suficientemente precisos que são essenciais para avaliar os tamanhos de átomos e moléculas e a maneira de interações intermoleculares, o que é muito importante à luz das aplicações atuais.

p "Hoje, os cientistas pesquisam ativamente as interações entre drogas e proteínas nos organismos, "explica o Sr. Chernyshov." Você tem uma boa molécula que já mostrou sua eficiência, mas precisa melhorá-lo, ampliando o vínculo com o centro ativo. A fim de fazer isso, você obtém dados sobre o tamanho eficiente desses átomos e vê quais interações na estrutura da proteína ligada são importantes e quais podem ser negligenciadas. Os valores que foram usados ​​até agora foram determinados empiricamente e não tinham nenhum sentido físico específico. Nosso método permitirá aumentar significativamente a precisão de tais cálculos, especialmente para sistemas que ainda não foram estudados. "