СВЯЗЬ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ СО СТРОЕНИЕМ МОЛЕКУЛ: МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Авторы
Файлы

Папулов Ю.Г. Статья в формате PDF 121 KB Установление связи между свойствами веществ и строением молекул составляет фундаментальную научную проблему химии, в решении которой важное место имеет разработка теории и методов расчёта и прогнозирования. Эта проблема была поставлена еще М.В. Ломоносовым (1741), который высказал мысль, что свойства вещества зависят от рода, числа и расположения "элементов" (атомов), составляющих его "корпускулу" (молекулу). В дальнейшем А.М. Бутлеров (1861) ввел понятие химического строения (как порядка связи атомов в молекуле) и показал, что свойства вещества определяются его составом и химическим строением. Стереохимическая гипотеза Я. Вант-Гоффа и Ле Беля (1874) расширила понятие строения. Оказалось, что свойства вещества зависят как от химического (в топологическом плане), так и прострaнcтвенного строения молекул. В это же время были обнаружены первые количественные корреляции "структура - свойство" в органической химии, которые явились предтечей аддитивных схем расчета и прогнозирования.

На современном этапе указанная проблема весьма актуальна. Число полученных веществ (их в настоящее время более 20 млн) непрерывно возрастает. Экспериментальное определение физико-химических свойств нередко сопряжено со значительными техническими трудностями. Оно требует больших затрат материальных средств, квалифицированного труда и времени, да и не всегда возможно. В результате число изученных веществ резко отстает от числа известных (особенно это касается органических соединений, число которых исчисляется миллионами).

Наличие надежных расчетных методов исследования позволяет пред-сказывать хаpaктеристики вещества (прежде, чем оно синтезировано, а свойство измерено) и тем самым выбирать из многих (еще не изученных и даже не полученных) соединений те, которые (согласно прогнозу) удовлетворяют поставленным требованиям. Это закладывает научные основы создания новых веществ и материалов с заранее заданными свойствами.

В принципе все физико-химические свойства веществ можно вывести исходя из фундаментальных положений квантовой механики и физической статистики. Однако полные неэмпирические расчеты (ab initio) весьма трудоемки и дорогостоящи, что ограничивает их пpaктические возможности. Ясно, что (наряду с квантовомеханическими) нужны феноменологические методы, которые более просты в обращении и успешно справляются с решениями задач массового расчета. Без таких методов невозможно создание информационно-поисковых систем, полноценных баз и банков данных по свойствам, целенаправленный поиск новых структур, решение задач молекулярного дизайна.

С феноменологической точки зрения молекула выступает как система взаимодействующих атомов. Принимая такую физическую модель, естественно предположить, что некоторое экстенсивное свойство вещества Р может быть представлено как сумма свойств, приходящихся на отдельные атом-атомные взаимодействия: одноцентровые (р_α ), двухцентровые парные (р_αβ ), трехцентровые тройные (р_αβγ) и т.д.

(общая математическая модель). Это уравнение распространяются на разные физические свойства: скалярные (например, энергия образования, энтропия), векторные (электрический дипольный момент) и тензорные (поляризуемость). Оно имеет квантовомеханическое и статистическое обоснование [2] и в принципе допускает прямые расчеты (которые в общем случае весьма трудоемки).

Выражение (1) выступает как основной постулат феноменологической теории связи свойств веществ со строением молекул и служит базой для построения аддитивных схем расчёта [1;2].

В докладе сформулированы основания теории, описаны схемы расчета в разных приближениях, установлены связи между ними. Определено число параметров схем, оценена предсказательная сила теории. Приведены формулы, удобные для массового расчета и прогнозирования физико-химических свойств замещенных метана (и его аналогов по подгруппе), этана, пропана, этилена, бензола и др. Проведены численные расчеты свойств. Сделаны предсказания.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 04-03-96703р2004Центр-а).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Папулов Ю.Г., Виноградова М.Г. Расчётные методы в атом-атомном представ-лении. Тверь: ТвГУ, 2002. 232 с.
Татевский В.М. Теория физико-химических свойств молекул и веществ. М.: МГУ, 1987. 239 с.

ТРИМЕТИЛГИДРАЗИНИЯ ПРОПИОНАТ В КОМПЛЕКСНОЙ ТЕРАПИИ БОЛЬНЫХ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА: КОНЕЧНЫЕ ТОЧКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Статья в формате PDF 84 KB...

04 11 2026 10:29:48

ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОНЯТИЙ «КОМПЕТЕНТНОСТЬ» И «КОМПЕТЕНЦИЯ»

Статья в формате PDF 106 KB...

03 11 2026 17:51:26

ЗНАЧЕНИЕ ОПЫТА ШКОЛ НАРОДНЫХ МАСТЕРОВ В РАЗВИТИИ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ КУЛЬТУРЫ ШКОЛЬНИКОВ

Статья в формате PDF 142 KB...

02 11 2026 14:54:53

МЕСТО ВУЗА В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ КАРЬЕРОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СЛУЖАЩИХ

Статья в формате PDF 99 KB...

01 11 2026 11:55:29

МОРОЖЕНОЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЯДРА ПОДСОЛНЕЧНИКА

Статья в формате PDF 269 KB...

31 10 2026 11:52:22

Профилактика предэкзаменационного стресса у младших школьников посредством программы «В 5-й класс без стресса»

Статья в формате PDF 304 KB...

30 10 2026 21:39:45

ЭКОЛОГИЯ ГОРОДА

Статья в формате PDF 84 KB...

29 10 2026 23:34:49

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФЛОРЫ КАРСТОВЫХ ФОРМ РЕЛЬЕФА ПРИГОРОДНЫХ ЛЕСОВ ГОРОДА САМАРЫ

Статья в формате PDF 276 KB...

28 10 2026 8:47:14

ПРИМЕНЕНИЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБУЧЕНИИ МЕТОДАМ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Статья в формате PDF 103 KB...

27 10 2026 19:40:15

ТРАНСПЛАЦЕНТАРНЫЙ КАНЦЕРОГЕНЕЗ, ВЫЗВАННЫЙ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИМИ АРОМАТИЧЕСКИМИ УГЛЕВОДОРОДАМИ

Статья в формате PDF 164 KB...

26 10 2026 12:25:16

АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАРШРУТИЗАЦИИ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Статья в формате PDF 114 KB...

25 10 2026 2:17:18

Информация о проведении научных конференций Российской Академии Естествознания в г. Паттайа (Тайланд) 11-22 января 2005 года.

Статья в формате PDF 90 KB...

24 10 2026 22:47:51

ПОИСК И ИЗУЧЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ПРИМЕНЕНИЯ ХИМИОПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ПРЕДОПЕРАЦИОННОЙ ЛИМФОТРОПНОЙ ТЕРАПИИ КОЛОРЕКТАЛЬНОГО РАКА

Статья в формате PDF 119 KB...

23 10 2026 19:14:58

АДАПТАЦИОННЫЕ СПОСОБНОСТИ ОРГАНИЗМА ТЕЛЯТ ПРИ ИСКУССТВЕННОЙ ИОНИЗАЦИИ ВОЗДУХА

Статья в формате PDF 130 KB...

22 10 2026 4:52:36

ОСОБЕННОСТИ ХОНДРОЦИТОВ СУСТАВНОГО ХРЯЩА ПРИ ГОНАРТРОЗЕ

Статья в формате PDF 194 KB...

21 10 2026 20:21:24

СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ НЕФОРМАЛЬНОЙ ЗАНЯТОСТИ НАСЕЛЕНИЯ

Статья в формате PDF 280 KB...

20 10 2026 11:17:46

ПРОБЛЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ МОДЕЛЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Рассмотрены некоторые проблемы идентификации моделей распределения данных, при использовании современного математического аппарата для решения этой задачи. Показано, что использование методов нелинейной оптимизации для идентификации моделей приводит к улучшению результатов идентификации, но одновременно, изменяет формальную постановку задачи. Выделено три группы проблем, связанных с выбором критериев согласия, их критических значений и проверкой адекватности получаемых моделей. Проанализированы возможные подходы к решению этих проблем. ...

19 10 2026 11:27:38

ШЕРСТНЕВ ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ

Статья в формате PDF 125 KB...

18 10 2026 4:10:35

«ВЕЛИКАЯ ДЕПРЕССИЯ» – СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД

Статья в формате PDF 268 KB...

17 10 2026 7:35:34

ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА ПРЕПОДАВАТЕЛЯ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ

Статья в формате PDF 252 KB...

16 10 2026 22:18:48

НЕКОТОРЫЕ ТИПЫ ПОПУЛЯЦИОННЫХ СТРАТЕГИЙ ПАТИЕНТОВ В УСЛОВИЯХ КОНКУРЕНЦИИ

Статья в формате PDF 90 KB...

15 10 2026 20:17:13

АВТОСТОЯНКА КАРУСЕЛЬНОГО ТИПА

Статья в формате PDF 142 KB...

14 10 2026 2:10:18

СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ТЕРМИЧЕСКОМ УЧАСТКЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ЦЕХА «ООО МУРОМТЕПЛОВОЗ»

Статья в формате PDF 215 KB...

13 10 2026 16:11:52

Методика определения молекулярной анизотропии поляризуемости жидких диэлектриков

Статья в формате PDF 103 KB...

12 10 2026 0:29:48

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭКСКАВАТОРОВ

Статья в формате PDF 141 KB...

11 10 2026 0:39:43

КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ КОРРЕКЦИИ АГРЕССИВНОГО ПОВЕДЕНИЯ ПОДРОСТКОВ 13 ЛЕТ С ДЕЛИНКВЕНТНЫМИ ФОРМАМИ ПОВЕДЕНИЯ

Статья в формате PDF 121 KB...

10 10 2026 14:43:58

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЙ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ У БОЛЬНЫХ ПНЕВМОНИЕЙ С РАЗЛИЧНЫМ ТЕЧЕНИЕМ И ИСХОДОМ

Статья в формате PDF 112 KB...

09 10 2026 4:32:54

ДВС крови в морфологическом аспекте

Статья в формате PDF 113 KB...

08 10 2026 4:56:35

ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ВЕРХОВЫХ ТОРФЯНИКАХ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Статья в формате PDF 163 KB...

07 10 2026 5:22:52

ОСНОВНЫЕ ПУТИ ВЫХОДА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ИЗ КРИЗИСА В УСЛОВИЯХ РЫНОЧНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ

Статья в формате PDF 112 KB...

06 10 2026 22:52:14

Особенности развития водной вспышки гепатита А в условиях активной иммунопрофилактики

Статья в формате PDF 121 KB...

05 10 2026 21:57:15

РОСТОСТИМУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ АРИЛИДЕНПРОИЗВОДНЫХ ПИРИДАЗИН-3-ОНОВ И 3Н-ПИРРОЛ-2-ОНОВ

Нами впервые синтезированные арилиденпроизводные пиридазин-3-онов и 3Н-пиррол-2-онов исследованы на ростостимулирующую активность. Установлено, что 6-R-4-арилиден-пиридазин-3-оны, имеющие два атома азота в кольце, и N-арил-4-бром-3-арилиден-3Н-пиррол-2-оны обладают умеренной ростостимулирующей активностью. Можно утверждать, что выявленны синтетические ростостимулирующие соединения, которые проявляют свойства близкородственных натуральным гормонам веществ. ...