Geometrie molekul Reprezetce molekul v prostoru krtézský sstém 3N N je počet jder vitří souřdice 3N-6 3N 3N-6 Popis molekul ve 3D Torzí úh stčí je souřdice? chbí defiice tomů protoové číslo, zčk vitří souřdice esmí chbět i topologická iformce O O meziroviý úh C C Motivce I Motivce II.9 kcl/mol 0 60 0 80 40 300 360 Degrees of Rottio kt cos 0 = 3 0 = 80.0 k t =.9/
tot proimce or-oppeheimerov r, R R ( r; R) zedbáí rtivistických efektů, spi-orbitálí vzb, spi ektroů jder jd i prmetr ektroická Sch. r. i i j r ij i, Z r i or-oppeheimerov proimce odděleí ektroického jderého pohbu kvtové ektro klsická jádr f R prát klsické fzik molekulová mechik (empirický poteciál, FF) R R R R
R R R R R R 3
R R PS PS Potetil eerg (hper)surfce Složitější sstém Koformčí pohb Potetil eerg (hper)surfce Chemická rekce,,..., 3N, 3N PS PS Potetil eerg (hper)surfce Foto-chemická rekce Potetil eerg (hper)surfce biomkromolekul 4
Terciálí struktur Skládáí proteiů b protei mohl vkoávt svou fukci musí se složit (to fold) do určité, čsto uikátí, 3D struktur skládáí (foldig) proteiů zc zásdí role ekovletích iterkcí kolps hdrofóbího jádr proteiu skládáí erizuje žádý buěčý sstém (fise) pozor, výjimk skládáí deturce Levithl's prdo (969) foldig fu (Dill) PS PS Potetil eerg (hper)surfce Smplig rre evet f R i Rmchdrův digrm perploch poteciálí eergie ±80 Rmchdrův digrm ukzuje možé koformce dihedrálů polpeptidů (pozor G) 5
Zjímvé bod perploch poteciálí eergie stcioárí bod essov mtice (křivost) vlstí čísl essov mtice perploch poteciálí eergie Chemie turistik hperplochách PS 6
Poteciálí eergie optimlizce geometrie ejbližší miimum hledáí ejbližšího miim hledáí globálího miim PS je kompleí, problém lokálího uzvřeí metod prohledáváí PS optimlizce simpleová metod s vužitím grdietů s vužitím zlosti křivosti kde zčít? chemická ituice problém lokálího uzvřeí kompleější prohledáváí máme miimum! Mote Crlo geetické lgoritm vzorkováí fázového prostoru přidli jsme i ki. eergii (umožňuje překoávt briér) Dlší lýz křivost v okolí, ve všech směrech roste rmoický oscilátor rmoický oscilátor -0 vzdáleost 0 m.0.0 0.74 = r0 vzebá vzdáleost ektroická eergie r ro k ( r) vužijeme Tlorův rozvoj eergie v miimu! r r r o r 0 r0 r r0 r r0! r... p m m logie b b b b ib ib, i m m p im p im ihilčí operátor krečí operátor 7
8 rmoický oscilátor m m p stčí jít řešeí: b 0, stv vlstí číslo, ihilčí operátor rmoický oscilátor lehčeji rmoický oscilátor 0,,..., 0,,... kvtováí h 0 eergie zákl. vibrčího stvu http://hperphsics.ph-str.gsu.edu/s/hfrme.html rmoický oscilátor - důsledk řešeí / / / eff m k h / eff m k h povoleé přechod je mezi sousedími hldimi = ± / m eff k / ~ m eff k c odtud lze spočítt k vibrčí lýz optimlizce geometrie výpočet essov mtice silové kostt ~ vibrčí frekvece! j i ij m ij M M mss-weighted hessi - digolizce dává k/m vibrčí lýz dlší souvislosti prát sttistické termodmik dovoluje výpočet termodmických fukcí z prtičí fukce Q (př. G = -k T l Q NPT ) Prtičí fukci molekul získáme ze zlosti hmotosti, rotčí kostt (geometrie) vibrčích frekvecí
výpočt G vibrčí lýz G TS U PV U ZPV přes prtičí fukci, sttistická termodmik výpočet vibrčích frekvecí Dovoluje vpočítt IR, Rmov spektr molekul pozor: empirické škálováí frekvecí, hrmoicit Termodmické vlstosti sstému Kietiku chemických procesů (dv/tři bod PS R/P TS) QCh př. CS vibrčí lýz chemické rekce Dovoluje vpočítt IR, Rmov spektr molekul pozor: empirické škálováí frekvecí, hrmoicit Termodmické vlstosti sstému Kietiku chemických procesů (dv/tři bod PS R/P TS) loklizce eje R P, le i TS, který je spojuje vibrčí lýz TS (vlstí vektor s im. frekvecí spojuje R P) PS Potetil eerg (hper)surfce Chemická rekce 9
Komplikovost PS ěco z domu Fotochemie 0