«Кимёда замонавий компьютер моделлаштириш усуллари» фанидан оралиқ назорат саволлари он ёзма

«Кимёда замонавий компьютер моделлаштириш усуллари» фанидан оралиқ назорат саволлари (ОН ёзма – 3та назарий, 2та амалий)

1. 
   Кимёда компьютер моделлаштириш нима?
   
2. 
   Кимё таълимида компьютер дастурларининг ўрни.
   
3. 
   Хисоблашларнинг эмпирик усуллари.
   
4. 
   Куч майдонлари хақида тушунча.
   
5. 
   Молекляр механика усуллари ва улар орасидаги фарқ.
   
6. 
   Нима учун эмпирик ҳисоблаш усулларида атомлар қайта рақамланган.
   
7. 
   Парметрлашда С атомлари нечта ҳил рақам билан рақамланган. Номерлашни асосланг.
   
8. 
   Парметрлашда О атомлари нечта ҳил рақам билан рақамланган. Номерлашни асосланг.
   
9. 
   Парметрлашда N атомлари нечта ҳил рақам билан рақамланган. Номерлашни асосланг.
   
10. 
    Параметрлашда Н атомлари нечта хил рақам билан рақамланган. Ушбу рақамланишни кимёгар сифатида асосланг.
    
11. 
    Молекуляр механика усулларида идеал ва реал боғ узунликлари нима?
    
12. 
    Avogadro дастуридаги ММ усуллари ва улар орасидаги фарқ нималардан иборат?
    
13. 
    Эмпирик усулларининг кимёда қўлланилиши.
    
14. 
    ММ усулларидан олинадиган параметрлар.
    
15. 
    Берилган бирикма учун энергия ҳисобланадиган қисмларини кўрсатинг.(1,1- ва 1,2- дихлорэтан мисолида)
    
16. 
    ММ усулида умумий энергия ҳисоби. Энергиянинг таркибий қисмлари
    
17. 
    Квант кимёнинг ―Экспериментал усуллари‖ ҳақида қисқача маълумот келтиринг. Уларнинг компьютер кимёсидаги роли нимадан иборат.
    
18. 
    Кимёда қўлланиладиган компьютер дастурлари ва уларнинг имкониятлари.
    
19. 
    Молекуляр механика усулларида боғланмаган атомлар орасидаги таъсирлашув турлари. Мисоллар келтиринг.
    
20. 
    Макромолекулаларни ҳисоблашда қўлланиладиган ММ усуллари.
    
21. 
    Эмпирик усулларнинг афзалликлари ва камчиликлари нималардан иборат.
    
22. 
    Металлоорганик бирикмаларни моделлаштиришда қўлланлидиган ММ усуллари.
    
23. 
    Эмпирик усуллар аниқлигини қандай баҳолаш мумкин?
    
24. 
    Mercury дастурининг кимёвий муаммоларни ўрганишда қўлланилиши.
    
25. 
    Кимёга оид электрон базаларни келитирнг ва тавсифланг.
    
26. 
    Ҳисоблаш натижаларини баҳолаш усуллари. Хатолик турлари ва корреляция коэффициенти.
    
27. 
    ChemWin ва Isis Draw дастурларининг кимёда қўлланилиши.
    
28. 
    ChemWin, Isis Draw ва Avogadro имкониятларини жадвал кўринишида таққосланг.
    
29. 
    Ўрганиладиган бирикмаларнинг физик-кимёвий характеристикаларини қандай қилиб башорат қилиш мумкин.
    
30. 
    Икки ўзгарувчили тўғричизиқли боғланишлардан (диаграммалардан) кимёда қандай мақсадларда фойдаланиш мумкин?
    
31. 
    Электрон тузилишни ифодаловчи назарий параметрлар
    
32. 
    Электрон тузилишни ифодаловчи экспериментал параметрлар.
    

33. 
    Молекуляр динамика усули ва унинг имкониятлари. Ҳисоблашлардан олинадиган хулосалар.
    
34. 
    Молекуляр динамика. Ҳаракатларни сонли ифодалашда қўлланиладиган тенгламалар.
    
35. 
    Молекуляр динамик ҳисоблашларда қўлланиладиган алгоритмлар.
    
36. 
    Атом даражасида моделлаштириш имконини берувчи ҳисоблаш усуллари ва дастурлар мажмуаси.
    
37. 
    Дастлабки геометрияларни ва инпут файлларни тайёрлашда нималарга эътибор қаратиш керак.
    
38. 
    Ярим эмпирик ҳисоблаш усуллари. Валент электронлар ёндошуви.
    
39. 
    Ярим эмпирик усулларнинг кимёвий муаммолар ечимида қўлланилиши
    
40. 
    Интеграллар тавсифи.
    
41. 
    Бирикмалар қаторида реакцион қобилиятни баҳолашда қўлланиладиган параметрлар.
    
42. 
    Ярим эмпирик усулларни параметрлашда қўлланилган экспериментал характеристикалар.
    
43. 
    Mopac дастури, имкониятлари ва қўлланилиши
    
44. 
    Атомлардаги заряд тақсимотларини ҳисоблаш усуллари. Орбитал ва заряд назорати билан борадиган реакциялар.
    
45. 
    Mopac калит сўзлари. Боғ тартибини ва энергиясини топишда ишлатиладиган калит сўзлар.
    
46. 
    Бирикмаларнинг умумий энергияси ва ҳосил бўлиш иссиқлиги (энтальпияси) қийматларининг кимёвий муаммолар ечимида қўлланилиши.
    
47. 
    Mopac дастурида реакцияларни реакция координаларини кўрсатиш орқали моделлаштириш.
    
48. 
    RM1, PM6, PM7 ярим эмпирик ҳисоблаш усулларининг АМ1 ва РМ3 усулларидан фарқли жиҳатлари нимада?
    
49. 
    CNDO/S, INDO/S ва ZINDO/S усуллари кимёда қайси муаммолар ечимида қўлланилган?
    
50. 
    Кимёда қўлланиладиган дастурлардаги файл кенгайтиргичлари (форматлари). Ёрдамчи дастурлар.
    

Javoblar

1. 
   Kompyuter kimyosi - kimyoning informatsion texnologiyalarsiz tasavvur qilish qiyin bo‘lgan sohasidir. Ushbu fan kvant-kimyoviy hisoblashlar bilan cheklanib qolmasdan o‘z ichiga empirik usullarda birikmalarning turli xil
   

fizik-kimyoviy xarakteristikalar hisobi, moddalar reaktsion qobiliyatini baholash va biologik faolliklarini ifodalovchi matematik modellar tuzish, hamda dinamik jarayonlarni modellash kabi izlanishlarni qamrab olmoqda. Uning yuzaga kelishiga kvant mexanikasi va kvant-kimyo fanlaridagi yutuqlar bevosita sababchi bo‘lgan.

2. 
   Elektron-hisoblash texnikasining rivojlanishi turli soha tadqiqotchilariga
   

≪qo‘lda≫ hisoblanishi mumkin bo'lmagan hisoblashlarni bajarish imkonini berdi. Bu esa tekshiriladigan hodisalarni yanada
aniqroq va sifatli tadqiq elishga sharoit yaratdi.
Molekulyar sistemalar tuzilishi va xossaiarini hisoblash uchun
kvant-kimyoviy nazariyatardan foydalanish yuqori tezlikda ishlovchi hisoblash texnikasini talab etadi. Bunday masalalami yechishda quwatU EHM lardan tashqari ushbu maqsadlar uchun qo‗llaniladigan dasturiy ta‘minot ham muhim o‗rin egallaydi. Hozirgi
kunda mavjud bolgan dastuiiy majmualardan quyidagiiarini. ajratish mumkin: GAMESS, Gaussian, Da/ton va NWChem dasturiy komplekslan, HyperChem, ChemOficce, PRIRODA.

3. 
   Molekulyar mexanika nazariyalari o‘tgan asrning 60-chi yillarida T. Xill va
   

A.I. Kitaygorodskiylar tomonidan yaratilgan. Molekulyar mexanika termini 1958 yilda L. Bartell tomonidan taklif qilingan. Birinchi molekulyar mexanika tipidagi hisoblashlarni amalga oshiruvchi programma K.B. Viberg (K.B. Wiberg) tomonidan 1965 yilda ishlab chiqilgan. 1976 yilda N.L. Ellinjer (N.L. Allinger) MM1 usulini, 1977 yilda esa MM2 usulini taklif qildi.
Molekulyar mexanika (MM) usullarida atomlar kuch maydonlarida joylashgan N‘yuton zarrachalari deb qaraladi. Ularning o‘zaro ta‘siri potensial energiya bilan ifodalanadi. Potensial energiya bog‘ uzunliklari (r), bog‘lar
orasidagi butchak (vb), ikki yonli (torsion) burchak va bog‘lanmagan fragmentlar orasidagi elektrostatik (k) hamda Van-der-vaals ta‘sirlashuvlariga bog‘liq. MM yoki kuch maydonlari usullarida umumiy potensial energiya yuqorida keltirilgan ta‘sirlashuvlar energiyalarining yig‘indisi sifatida topiladi:
MM usuli empirik usul –tajribada olingan geometrik va boshqa kattaliklar asosida parametrlanadi. Ma‘lum bo‘lgan, alohida olingan har bitta kimyoviy bog‘ uzunligi ideal bog‘ uzunligi (r0) sifatida kiritilgan. Masalan, sp3 gibridlangan C atomlari orasidagi C-C bog‘ uzunligi 1.508 A, sp2 gibridlangan C atomlari orasidagi C=C bog‘ uzunligi 1.333 A va sp gibridlangan C atomlari orasidagi C≡C bog‘ uzunligi
1.200 A deb kiritilgan. Bog‘ energiyasini topishda quyidagi ifoda yordamida minimal energetik holat energiyasi olinadi:
Ma‘lumki, kimyoviy bog‘lar uzunligi
belgilangan masofagach uzayishi va qisqarishi mumkin. Yadrolar orasidagi masofa oshishi bilan potensial energiya ham keskin oshadi (-rasm).
MM usulida kimyoviy bo‘glar prujinadek tasaffur qilinadi. MM usuli programmalari C atomlarini va boshqa atomlarni gibridlanishholati va strukturasining o‘ziga xos xususiyatlarini to‘liq namoyon etishi uchunparametrlash jarayonida qaytadan nomerlangan (-jadval). Masalan, har bir sinfbirikmalaridagi C atomining electron tuzilishlarini inobatga olgan holda C atomiuchun 15 ta raqamlash kiritilgan. Alkenlardagi sp2-gibridlangan C atomikarbonildagi sp2- gibridlangan C atomidan farq qilishi maktab kimyosidan ma‘lum.Kislorod atomi uchun 7 xil, N atomi uchun 10 xil raqamlash kiritilgan.

4. 
   Hisoblashlar uchun HyperChem dasturida quyidagi kuch m,aydonlaridan birini tanlash mumkin: MM+, AMBER, BIO+, OPLS. Kuch maydonlni tanlash Setup raenyuning Molecular
   

Mechanics punkti tanlanganda ochiladigan Molecular Mechanics Force Field forraasidan (5-rasm) tanlanadi. Options tugmasi har qaysi kuch maydonining b a ‘zi umumiy parametriarini sozlash
imkonini beradi: eiektrik o ‗zaro ta‘sirlarnhig hisoblash usuli, Vander~ Vaals potensiallarim kesish radiusiari va boshqalar. Turh kuch maydonlari bir-biridan molekulyar model potensial energiya va potensial fufiksiyalar paranietrlaridagi alohida ulushlami hisoblash usuli bilan farq qiladi.

5. 
   Bugungi kunda, ko‘pchilik hisoblash majmualari uchun MM usullari yaratilgan va kiritilgan:
   

1. 
   MM2 (ChemOffice);
   
2. 
   MMX (PCModel);
   
3. 
   MM+, Amber, OPLS, BIO+ (HyperChem);
   
4. 
   Ghemical, MMFF94, MMFF94s, UFF (Avogadro);
   
5. 
   UFF, Dreiding, Amber (Gaussian).
   

UFF-universal force field (Universal kuch maydoni), MMFF-Merk Molecular Force Field.
MM usuli kvant-kimyoviy usullarga nisbatan juda tezkor usul sanaladi.
Lekin, aniqligi yarim empirik va noempirik usullarnikiga nisbatan past. MM usullarida N, O kabi atomlaridagi bog‘lanmagan elektron juft ta‘sirlashuvlari to‘liq inobatga olinmagan. Tautomerlar, konformerlar va boshqa birikmalarning umumiy energiyasi hisobida tajriba bilan mos tushadigan ma‘lumotlar olingan.
Ayrim MM usullari atom zaryadlari va hosil bo‘lish issiqligini hisoblashga parametrlangan.
Keyingi vaqtlarda MM usulining tezkorligi asosida kvant-kimyo va MM usullari birlashtirgan, gibrid usullar (QM/MM) yaratish ustida izlanishlar olib borilmoqda. Bunga misol qilib Morokumaning ONIOM usulini misol qilib keltirish mumkin.

6. 
   MM usuli programmalari C atomlarini va boshqa atomlarni gibridlanish holati va strukturasining o‘ziga xos xususiyatlarini to‘liq namoyon etishi uchun parametrlash jarayonida qaytadan nomerlangan (-jadval).
   

H atomi uchun 6 xil raqamlash kiritilgan.