Molekyylikaavio

Kemiallisten graafiteoria ja matemaattisen kemia , joka on molekyyli- tai kemiallinen kuvaaja on esitys rakenteellinen kaava on kemiallinen yhdiste kannalta graafiteoria . Molekyylikaavio on leimattu käyrä, jonka kärjet vastaavat yhdisteen atomeja ja reunat vastaavat kemiallisia sidoksia . Sen kärjet on merkitty vastaavilla atomityypeillä ja reunat on merkitty sidostyypeillä. Erityisistä syistä kaikki tunnisteet voidaan jättää huomiotta.

On molekyyligrafiikoita, joissa vedyn vastaavat pisteet eliminoidaan.

Molekyylikaavioilla voidaan erottaa rakenteelliset isomeerit (kuten isopentaani ja neopentaani ), joilla on sama molekyylikaava, mutta ei-isomorfiset kuvaajat . Sitä vastoin molekyylikaavio ei normaalisti sisällä mitään tietoa sidosten kolmiulotteisesta järjestelystä, joten se ei voi erottaa cis-trans-isomeerejä (kuten cis ja trans- 2-buteeni ) ja stereoisomeerejä (kuten D- ja L). - glyseraldehydi ).

Joissakin tärkeissä tapauksissa (topologisen indeksin laskeminen jne.) Riittää seuraava klassinen määritelmä: molekyyligrafiikka on suuntaamaton yhdistetty graafi, joka vastaa kemiallisen yhdisteen rakennekaavaa siten, että graafin kärjet vastaavat molekyylin atomeja. molekyylin ja että kuvaajan reunat vastaavat näiden atomien välisiä kemiallisia sidoksia. Vaihtoehto koostuu asioiden esittämisestä äärettömien euklidisten kaavioiden muodossa, erityisesti kiteiden jaksollisten kaavioiden muodossa.

Historia

Arthur Cayley julkaisi todennäköisesti ensimmäisenä molekyyligrafiikkaa koskevat tulokset jo vuonna 1874, jo ennen termin " graafi " käyttöönottoa. Isomeerien luetteloimiseksi Cayley piti "kaavioita", jotka koostuivat atomeilla merkittyistä pisteistä ja liittyivät yhteen linkeillä kokoonpanossa. Sitten hän esitteli termit plerogrammi ja kenogrammi, jotka ovat vastaavasti molekyyligrafiikka ja molekyyligrafiikka vedyn vaimennuksella. Jos jatkamme yhdellä sidoksella liitettyjen atomien poistamista edelleen, saavutamme yksinkertaisen kenogrammin, mahdollisesti tyhjän.

Danail Bonchev seuraa kemiallisten graafien teoriassaan kemiallisten voimien esityksen alkuperää kaavioilla, joita voidaan kutsua "kemiallisiksi kaavioiksi" 1700-luvun puolivälistä. Vuoden alussa kahdeksastoista-luvulla, käsite vakavuuden sekä Isaac Newton johti spekulatiivisen ideoita, jotka haluavat, että atomit pysyvät yhdessä eräänlaisen "painovoiman". Varsinkin vuodesta 1758 lähtien skotlantilainen kemisti William Cullen käytti luennoissaan sitä, mitä hän kutsui "affiniteettikaavioiksi" edustamaan voimia, joiden uskotaan olevan kemiallisen reaktion molekyyliparien välillä. William Higginsin kirjassa vuodelta 1789 vastaavia kaavioita käytettiin molekyylien voimien esittämiseen. Näillä kaavioilla ja joillakin muilla aikalaisilla ei ollut yhteyttä kemiallisiin sidoksiin: jälkimmäinen käsite otettiin käyttöön vasta seuraavalla vuosisadalla.

Viitteet

  1. (in) "  molekyyli- kuvaaja  " Compendium of Chemical Terminologia [ "  Gold Book  "], IUPAC 1997 korjattu versio verkossa (2006-), 2 th  ed.
  2. Topologian ja graafiteorian kemialliset sovellukset , toim. kirjoittanut RB King, Elsevier, 1983
  3. Toshikazu Sunada (2012), topologinen kristallografia --- näkymällä kohti erillistä geometristä analyysiä --- ", Surveys and Tutorials in the Applied Mathematical Sciences, Voi. 6, Springer
  4. A.Cayley, Phil. Mag. , 1874, 47, 444-446, kuten on lainattu julkaisuissa NL Biggs, EK Lloyd ja RJ Wilson, "Graph Theory 1736-1936", Clarendon Press , Oxford, 1976; Oxford University Press , 1986, ( ISBN  0-19-853916-9 )
  5. Hankittu vastaavasti kreikkalaisista sanoista πλήρης, pleres , sanalle "täysi" ja κενός, kenos "tyhjä".
  6. Biggs, Lloyd, Wilson, s. 61
  7. Danail Bonchev (1991) "Chemical Graph Theory: Introduction and Fundamentals" ( ISBN  0-85626-454-7 )