รายงาน: ทฤษฎีกราฟในวิชาเคมีและปัญหาที่แก้ไม่ตก การแสดงกราฟิกของโมเลกุลและคุณสมบัติของโมเลกุล - ทฤษฎีกราฟในเคมี วิธีการคำนวณดัชนีทอพอโลยี
การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติของสารและโครงสร้างของสารเป็นหนึ่งในงานหลักของเคมี การมีส่วนร่วมอย่างมากในการแก้ปัญหานั้นเกิดจากทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ในหมู่ผู้ก่อตั้งซึ่งเป็นนักเคมีชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ Alexander Mikhailovich Butlerov (1828-1886) เขาเป็นคนแรกที่กำหนดว่าคุณสมบัติของสารขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสาร (สูตรโมเลกุล) เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับลำดับของอะตอมในโมเลกุลที่เชื่อมต่อถึงกัน คำสั่งนี้เรียกว่า "โครงสร้างทางเคมี" Butlerov ทำนายว่าองค์ประกอบC 4 ชม 10 สามารถสอดคล้องกับสารสองชนิดที่มีโครงสร้างต่างกัน - บิวเทนและไอโซบิวเทน และยืนยันสิ่งนี้โดยการสังเคราะห์สารหลัง
แนวคิดที่ว่าลำดับของอะตอมที่เชื่อมต่อกันมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อคุณสมบัติของสสารได้พิสูจน์แล้วว่ามีผลอย่างมาก มันขึ้นอยู่กับการแสดงของโมเลกุลโดยใช้กราฟซึ่งอะตอมมีบทบาทเป็นจุดยอดและ พันธะเคมีระหว่างพวกเขา - ขอบเชื่อมต่อจุดยอด ในการแสดงภาพกราฟิก ความยาวของพันธะและมุมระหว่างพวกมันจะถูกละเว้น โมเลกุล C ที่อธิบายไว้ข้างต้น 4 ชม 10 แสดงในคอลัมน์ต่อไปนี้:
อะตอมไฮโดรเจนไม่ได้ระบุไว้ในกราฟดังกล่าว เนื่องจากสามารถกำหนดตำแหน่งของอะตอมได้ชัดเจนจากโครงสร้างของโครงกระดูกคาร์บอน โปรดจำไว้ว่าคาร์บอนในสารประกอบอินทรีย์เป็นเตตระวาเลนต์ ดังนั้น ในกราฟที่สอดคล้องกัน ขอบแต่ละอันสามารถแยกออกจากจุดยอดได้ไม่เกินสี่ขอบ
กราฟเป็นวัตถุทางคณิตศาสตร์ จึงสามารถจำแนกได้โดยใช้ตัวเลข จากนี้ไปแนวคิดในการแสดงโครงสร้างของโมเลกุลด้วยตัวเลขที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของกราฟโมเลกุล ตัวเลขเหล่านี้เรียกว่า "ดัชนีทอพอโลยี" ในวิชาเคมี ด้วยการคำนวณดัชนีทอพอโลยีสำหรับโมเลกุลจำนวนมาก เราสามารถสร้างความสัมพันธ์ระหว่างค่าของมันกับคุณสมบัติของสาร จากนั้นใช้ความสัมพันธ์นี้เพื่อทำนายคุณสมบัติของสารใหม่ที่ยังไม่ได้สังเคราะห์ จนถึงปัจจุบัน นักเคมีและนักคณิตศาสตร์ได้เสนอดัชนีต่างๆ หลายร้อยตัวที่แสดงคุณลักษณะบางอย่างของโมเลกุล
วิธีการคำนวณดัชนีทอพอโลยี
วิธีการคำนวณดัชนีทอพอโลยีนั้นมีความหลากหลายมาก แต่ทั้งหมดนั้นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่ค่อนข้างเป็นธรรมชาติ:
1) แต่ละโมเลกุลมีดัชนีแต่ละตัว
2) โมเลกุลที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกันจะมีดัชนีใกล้เคียงกัน
เรามาดูกันว่าแนวคิดนี้ถูกนำไปใช้อย่างไรโดยใช้ตัวอย่างของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว - อัลเคน กุญแจสำคัญในการสร้างดัชนีจำนวนมากคือแนวคิดของ "เมทริกซ์ระยะทาง" D นี่คือชื่อของเมทริกซ์ องค์ประกอบที่แสดงจำนวนขอบที่แยกจุดยอดที่สอดคล้องกันของกราฟโมเลกุล ให้เราสร้างเมทริกซ์นี้สำหรับสามไอโซเมอร์ไฮโดรคาร์บอนขององค์ประกอบ C 5 ชม 12 . ในการทำเช่นนี้ เราวาดกราฟโมเลกุลและกำหนดหมายเลขจุดยอดใหม่ (ตามลำดับที่ต้องการ):
องค์ประกอบในแนวทแยงของเมทริกซ์ระยะทางสำหรับไฮโดรคาร์บอนมีค่าเท่ากับ 0 ในคอลัมน์แรก จุดยอด 1 เชื่อมต่อกับจุดยอด 2 ด้วยขอบเดียว ดังนั้นองค์ประกอบเมทริกซ์ d 12 = 1. ในทำนองเดียวกัน d 13 = 2, d 14 = 3, d 15 = 4 แถวแรกในเมทริกซ์ระยะทางของเพนเทนปกติคือ: (0 1 2 3 4) เมทริกซ์ระยะทางที่สมบูรณ์สำหรับสามกราฟ:
ดัชนีโทโพโลยีเคมีโมเลกุล
ระยะห่างระหว่างจุดยอดไม่ได้ขึ้นอยู่กับลำดับของการแจงนับ ดังนั้นเมทริกซ์ระยะทางจึงสมมาตรเมื่อเทียบกับเส้นทแยงมุม
ดัชนีทอพอโลยีแรกที่สะท้อนถึงโครงสร้างของกราฟโมเลกุล (G) ถูกเสนอโดย Wiener ในปี 1947 มันถูกกำหนดเป็นผลรวมขององค์ประกอบในแนวทแยงของเมทริกซ์ระยะทางบวกครึ่งหนึ่งของผลรวมขององค์ประกอบนอกแนวทแยง:
(1)
สำหรับกราฟด้านบนที่สอดคล้องกับเพนเทน C 5 ชม 12 ดัชนี Wiener ใช้ค่า 20, 18 และ 16 สามารถสันนิษฐานได้ว่าอธิบายระดับของการแตกแขนงของไฮโดรคาร์บอน: ค่าที่ใหญ่ที่สุดสอดคล้องกับไฮโดรคาร์บอนที่มีกิ่งน้อยที่สุด ด้วยความยาวของโครงกระดูกคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น ดัชนี Wiener จะเพิ่มขึ้น เนื่องจากมีองค์ประกอบมากขึ้นในเมทริกซ์ระยะทาง การวิเคราะห์ทางสถิติเกี่ยวกับตัวอย่างไฮโดรคาร์บอนหลายร้อยชนิดแสดงให้เห็นว่าดัชนี Wiener มีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติทางกายภาพของอัลเคน ได้แก่ จุดเดือด ความร้อนของการกลายเป็นไอ ปริมาตรโมลาร์
ดัชนีอีกประเภทหนึ่งไม่ได้อิงตามระยะทางระหว่างจุดยอด แต่ขึ้นอยู่กับจำนวนเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดสำหรับแต่ละจุดยอด ตัวอย่างเช่น ลองคำนวณดัชนี Randic ซึ่งกำหนดไว้ดังนี้:
(2)
ที่ไหน vผม- ระดับ จุดยอดที่ iนั่นคือจำนวนขอบที่ยื่นออกมาจากมัน สำหรับกราฟด้านบน ดัชนี Randic คือ:
(3)
(4)
(5)
ดัชนีนี้จะลดลงตามระดับการแตกแขนงของโครงกระดูกคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น และสามารถใช้เพื่ออธิบายได้ คุณสมบัติทางกายภาพแอลเคน
อัลเคนเป็นโมเลกุลอินทรีย์ที่น่าเบื่อที่สุดจากมุมมองทางเคมี เนื่องจากไม่มี "คุณสมบัติ" ใด ๆ - พันธะคู่หรือสามหรืออะตอมของธาตุอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจนและคาร์บอน (องค์ประกอบดังกล่าวเรียกว่าเฮเทอโรอะตอม) การนำเฮเทอโรอะตอมเข้าสู่องค์ประกอบของโมเลกุลสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติของสารได้อย่างรุนแรง ดังนั้นการเพิ่มออกซิเจนเพียงอะตอมเดียวจะเปลี่ยนก๊าซอีเทนที่เป็นก๊าซเฉื่อย C 2 ชม 6 เป็นเอทานอลเหลวC 2 ชม 5 OH ซึ่งแสดงกิจกรรมทางเคมีและชีวภาพค่อนข้างสูง
ดังนั้น ในดัชนีทอพอโลยีของโมเลกุลที่มีความซับซ้อนมากกว่าอัลเคน ต้องคำนึงถึงการมีอยู่ของพันธะหลายตัวและเฮเทอโรอะตอมด้วย ทำได้โดยกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลข - "น้ำหนัก" ให้กับจุดยอดและขอบของกราฟ ตัวอย่างเช่น ในเมทริกซ์ระยะทาง องค์ประกอบในแนวทแยงสามารถกำหนดได้ในแง่ของประจุนิวเคลียร์ Zผม(จำได้ว่าสำหรับคาร์บอน Z = 6):
(6)
องค์ประกอบนอกแนวทแยงถูกกำหนดโดยการบวกที่ขอบ และแต่ละขอบเชื่อมต่ออะตอมด้วยประจุ Zผมและ Zเจ, น้ำหนักถูกกำหนด
(7)
โดยที่ b เท่ากับลำดับพันธะระหว่างอะตอม (1 สำหรับพันธะเดี่ยว 2 สำหรับพันธะคู่ 3 สำหรับพันธะสาม) สำหรับพันธะเดี่ยวคาร์บอน-คาร์บอนธรรมดา k = 1 เปรียบเทียบดัชนีโพรเพน Wiener C 3 ชม 8 และสารที่มีออกซิเจน 3 ชนิดที่มีองค์ประกอบคล้ายคลึงกัน: โพรพิลแอลกอฮอล์ C 3 ชม 8 O แอลกอฮอล์ไอโซโพรพิลไอโซเมอร์ C 3 ชม 8 O และอะซิโตน C 3 ชม 6 โอ.
ในการทำเช่นนี้ เราคำนวณเมทริกซ์ระยะทางตามกฎที่ระบุ ในกราฟโมเลกุล เราระบุอะตอมทั้งหมด ยกเว้น อะตอมไฮโดรเจน 1) โพรเพน
2) ในโมเลกุลของโพรพิลแอลกอฮอล์ ออกซิเจนจะถูกผูกมัดกับอะตอมของคาร์บอนสุดขั้ว:
สำหรับพันธะ C–O เดี่ยว ตัวคูณการถ่วงน้ำหนักคือ 36/(68) = 0.75 องค์ประกอบในแนวทแยงของเมทริกซ์ที่สอดคล้องกับออกซิเจน:
d 44 = 1 – 6/8 = 0.25.
สำหรับโมเลกุลที่มีเฮเทอโรอะตอม ดัชนี Wiener จะหยุดเป็นจำนวนเต็ม 3) ในโมเลกุลไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ ออกซิเจนถูกผูกมัดกับอะตอมของคาร์บอนตรงกลาง:
4) ในอะซิโตน ลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมจะเหมือนกับในไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ แต่พันธะระหว่างคาร์บอนและออกซิเจนเป็นสองเท่า:
สำหรับพันธะคู่ C=O ตัวประกอบการถ่วงน้ำหนักคือ 36/(268) = 0.375
อย่างที่เห็น การเพิ่มเฮเทอโรอะตอมในโครงสร้างของอัลเคนทำให้ดัชนี Wiener เพิ่มขึ้นเนื่องจากขนาดของเมทริกซ์ระยะทางเพิ่มขึ้น การเพิ่มพันธะหลายตัวและเพิ่มระดับการแตกแขนงของโมเลกุลจะลดดัชนีนี้ กฎเหล่านี้ใช้ได้กับโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วย ในขั้นต้น ดัชนีทอพอโลยีได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการทำนายคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของสารเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ภายหลังก็เริ่มถูกนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหาอื่นๆ ลองพิจารณาบางส่วนของพวกเขา การประยุกต์ใช้ดัชนีทอพอโลยีอย่างหนึ่งเกี่ยวข้องกับการจำแนกสารประกอบอินทรีย์และการสร้างฐานข้อมูลอินทรีย์ ปัญหาคือการหาดัชนีดังกล่าวซึ่งระบุลักษณะโครงสร้างทางเคมีแบบตัวต่อตัวและสามารถฟื้นฟูโครงสร้างนี้ได้ ดัชนีที่ต้องการต้องมีความสามารถในการแยกแยะที่ดี กล่าวคือ เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างกันเอง แม้กระทั่งโมเลกุลที่มีโครงสร้างใกล้เคียงกัน งานนี้น่ากังวล เนื่องจากมีโครงสร้างอินทรีย์ที่รู้จักมากกว่า 20 ล้านตัวแล้ว เห็นได้ชัดว่าวิธีแก้ปัญหานั้นเป็นผลมาจากการใช้ดัชนีทอพอโลยีแบบผสม
ความแปรปรวน ความหลากหลายของโครงสร้างและรูปแบบและรูปแบบของโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ของโมเลกุลสารประกอบอินทรีย์ L. P. OLEKHNOVICH g. i. ygTspzyZau kutU'TNLI „UTY‰‡ ТЪ‚ВММ˚И YML‚В ТLВЪ, КТЪУ‚-М‡-SUMY คำถามเกี่ยวกับการกำเนิดและความหลากหลายของประเภท ZZTSSTszaTs ของไอโซเมอร์การกำหนดค่าแบบกระจกของสารอินทรีย์ com- โดดเด่นด้วยความหลากหลายของ โครงสร้างและปอนด์พิเศษจะกล่าวถึงการคูณของสารประกอบแต่ละตัวในการประยุกต์ใช้บางตัว จำนวนสารประกอบอินทรีย์ที่รู้จักทั้งหมด - องค์ประกอบของทฤษฎีกราฟ จำนวนสารใหม่ (มากกว่าสิบล้าน) ได้รับการเติมเต็มทุกปีด้วยสารใหม่หลายหมื่นชนิดที่สังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการ เคมีอินทรีย์สร้างความประหลาดใจให้กับการวิเคราะห์โมเลกุลด้วยความหลากหลายของคลาสของโมเลกุล ในโครงสร้างที่รูปแบบ ("ร่าง") บน ryh ในแวบแรกจะไม่เห็นตรรกะใด ๆ สาเหตุหลักของการเกิดขึ้นของกลุ่มองค์กรที่ไม่สามารถคำนวณง่าย ๆ (>107) ได้นั้นกระจ่างแล้ว การกระจายเป็นคุณสมบัติเฉพาะของการอ้างอิงขององค์ประกอบ achiral และองค์ประกอบกลาง – คาร์บอน สารประกอบ chiral คือ โลกของสารประกอบคาร์บอนเป็นส่วนผสมที่ไม่รู้จักหมดสิ้นของตัวเลือกและวิธีการสร้างการจัดประเภท โมเลกุลของอะตอม n C, m O อะตอม, k–N, l–S, h–P เป็นต้น k‡TTPUЪ VM˚ ‚UV UT˚ schgTseTsznkh nTsykaa YkDoyZ F ULTıUK‰VMLfl PMU„U-Z abyEkDzzajp eygtsdmg U· ‡ BLfl ‚L‰U‚ BV N‡O¸- เช่นเดียวกับที่นักฟิสิกส์ใช้ ในสูตรที่เข้าใจง่าย LBUPV LL U „ ML˜VTNLı” การคำนวณ นักเคมีใช้ภาษาพิเศษของสัญกรณ์โครงสร้างของสารประกอบ ภาษานี้เป็นภาษาที่ไม่ใช่ TUV‰LMVMLI TFL'OV˜V- ที่ถูกข้ามไปในเคมีอินทรีย์เพื่อปรับปรุงแนวคิดเกี่ยวกับคลาสย่อยจำนวนมาก „ ‡SCHU‚ ‡ЪЪЪНУ UT'В'В˘В- ความหลากหลายของโมเลกุลขนาดมหึมา เพื่อที่จะใช้เวลาและพื้นที่น้อยลงในการแสดงสูตรโครงสร้าง นักเคมีอินทรีย์มักจะมีปัญหากับการกำหนดอะตอม เทคนิคนี้ M‡ UTMU'V F V‰T‡'OV- สะดวกเป็นพิเศษเมื่อพิจารณาไม่ใช่คุณสมบัติของสารประกอบเฉพาะ แต่ LL, NO‡TTLSCHLˆL U'‡-lecul ดังนั้น แทนที่จะวาดตัวอักษร M˚ UTU·VMMUTЪL ТЪ УВ- การกำหนดอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนในไอโซเมอร์โครงสร้างทั้งหมด ตัวอย่างเช่น การจำกัด , 1997 MLfl TLPPV L˜M˚ı L ของไฮโดรคาร์บอนของเฮกเซน - С6Н14 , ‡TLPPVЪ L˜M˚ı TS‰LMW-กราฟแสดง (แผนภาพ 1) MLR, ‰‡MU UV V‰VOVMLV NL ‡О¸МУ TLPPVЪ LL. แผนภาพที่ 1 44 leikylyZldav jEkDbyZDnTsgzhzhv LmkzDg, ‹2, 1997 จุดยอดของกราฟ (จุด) คืออะตอมของคาร์บอน สารประกอบ ซึ่งเป็นตัวแทนของการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนเช่นกัน และเส้น (ขอบ) ที่เชื่อมต่อกันคือพันธะ C–C โมเลกุล (ปฏิกิริยา) และเข้าใจซึ่งกันและกัน เนื่องจากคาร์บอนเป็นเตตระวาเลนต์ และไฮโดรเจนเป็นหนึ่งเดียว- โดยทั่วไป กราฟเคมีมีความจุสัมพัทธ์โดยตรง เป็นที่ชัดเจนว่าด้วยการเชื่อมต่อขั้ว (ฟรี) กับสาขาพิเศษของคณิตศาสตร์ - ทฤษฎี จุดยอดของกราฟควรเป็นอะตอม H สามอะตอม ด้วยกราฟ ในทฤษฎีนี้ กราฟ G ของลำดับ n ถูกกำหนดโดยจุดยอดเฉลี่ยของประเภท - สองจุดแต่ละจุด ที่ระดับอุดมศึกษาเป็นชุดจุดยอดที่ไม่ว่างเปล่า V1 , V2 , ... , Vn จุดยอด - แต่ละจุดและไม่ควรเป็น ด้วยเซต (m) ของความสัมพันธ์แบบคู่ - ขอบ, พันธะอะตอมไฮโดรเจนที่จุดยอดควอเทอร์นารีเชื่อมโยงจุดยอดที่แตกต่างกัน ข้อโต้แย้งที่มีชื่อเสียงของ L. Euler ได้วางรากฐานสำหรับทฤษฎีกราฟ ดังนั้น กราฟด้านบนจึงไม่ (1736) เกี่ยวกับสะพาน Königsber ซึ่งสร้างเสร็จแล้ว แต่เพียงพอที่จะแสดงเกณฑ์สำหรับการข้ามขอบทั้งหมดของกราฟโดยไม่มีไอโซเมอร์โครงสร้างของไฮโดรคาร์บอน ด้านล่างนี้เป็นคำทักทายรวมถึงงานอื่น ๆ ของเขาที่เกี่ยวข้องกับกราฟ Madena ของโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอนที่ไม่อิ่มตัวพร้อมปริศนาและความบันเทิงเฉพาะเรื่อง พันธะคู่ (C=C) และพันธะสาม (C≡C) เช่นเดียวกับเหตุการณ์สำคัญในการพัฒนาทฤษฎีนี้ วาดกราฟของวัฏจักรและเฟรมเวิร์กคาร์บอนของงานของ G. Kirchhoff (1847) และ W. Hamilton ของไฮโดรคาร์บอน (ตารางที่ 1) (1859). A. Cayley (1857, 1874–1875) เป็นคนแรกที่สรุปกราฟตรีโกณมิติ (แบบที่ 2) และใช้การแสดงกราฟ (การแจงนับตัวเลขของโมเลกุลต่างๆ ของกราฟ “ต้นไม้”) ที่เกี่ยวข้องกับการนับจำนวนไอโซเมอร์ของ เงื่อนไขแรกจำนวนคาร์โบไฮเดรตที่ จำกัด ดังนั้นรูปแบบกราฟิก (กราฟ) ของจำพวกคืออัลเคน อันที่จริง ด้วยความช่วยเหลือของ la joins เท่านั้นที่เป็นตัวแทนที่ประหยัดของเครื่องมือที่สำคัญของทฤษฎีกราฟ (ทฤษฎีบทของ Poya, 1937) ของความสม่ำเสมอที่เป็นไปได้และที่เป็นไปได้มากที่สุด แต่เพื่อแก้ปัญหาการแจงนับ (การแจงนับ) ของโครงสร้างและรูปแบบทั้งหมด นักเคมีมีไอโซเมอร์โครงสร้างที่คล้ายกันเพียงพอของโมเลกุล CnH2n +2, CnH2n, กราฟ ดังนั้นโดยไม่ต้องใช้ชื่อยาว CnH2n - 2, CnH2n - 4 เป็นต้น (ดูกราฟของเฮกเซนไอโซเมอร์) ตารางที่ 1 Z,E-ไอโซเมอร์ของบิวทีน-2 Z E H3C CH CH CH3 .R . R,L-isomers ของ 1,3-dimethyl-3-cumulene L ซี. . E. Z,E-ไอโซเมอร์ของ 1,4-ไดเมทิล-4-คิวมูลีน . . . . . Dimethylacetylene 1,4-dimethyl-biacetylene Xylenes Benzene Toluene ortho-meta-para- Cyclic อิ่มตัวไฮโดรคาร์บอน Cyclopropane Cyclobutane Cyclopentane Cyclohexane และอื่น ๆ 45 O 2− O − CH2 + F B C N C = F F O O O O H2C CH2 "ด้วยตนเอง" สำหรับ n ขนาดใหญ่ วิธีนี้ใช้เวลานานมาก ทฤษฎีปัจจุบัน ให้เราหันไปดูคุณลักษณะอื่นของกราฟของเราที่เข้าสู่จิตใจมากมาย - ความสนใจโดยธรรมชาติ เมื่อเราพิจารณาส่วนต่างๆ ของคณิตศาสตร์สมัยใหม่ เช่น วัตถุที่อยู่รอบข้าง (รวมถึง mology และ combinatorics พีชคณิตเชิงเส้นและทฤษฎีกราฟ lecular) จากนั้นมักใช้กลุ่ม realizu ทฤษฎีความน่าจะเป็น และการวิเคราะห์เชิงตัวเลข นอกจากนี้ยังมีปฏิบัติการที่ควบคุมไม่ได้อย่างมีสติอีกด้วย ซึ่งใช้สำเร็จในวิชาฟิสิกส์ เคมี และความสนใจทางพันธุกรรม ซึ่งระบุถึงความสอดคล้องกันระหว่างฟิสิกส์ มานุษยวิทยา วิศวกรรมไฟฟ้า การออกแบบ และส่วนต่าง ๆ ของวัตถุซึ่งกันและกัน คอมพิวเตอร์ สถาปัตยกรรม สังคมวิทยา และภาษาศาสตร์กรีกโบราณ คำว่า "สมน้ำสมเนื้อ" (σιёёετροσ) หมายถึง ควรคำนึงถึงคุณสมบัติของ "ภาษา" และคุณลักษณะของการจัดเรียงร่วมกันกราฟเชิงสัมพันธ์: ส่วนของวัตถุซึ่งกำหนดลักษณะสมมาตรรูปร่าง - สมมาตรที่เข้มงวด กราฟโมเลกุลทำให้การเชื่อมต่อของอาคารเป็นทางการ, แร่คริสตัล, ความสมมาตรสองด้าน, ซึ่งตามกฎแล้วรวมถึงอะตอม - จุดยอดหลายสายพันธุ์ (สองใบและใบพืช, ความสมมาตรในการหมุนมากขึ้น) ดอกไม้ ฯลฯ ถ้าทฤษฎีทั่วไปของกราฟยอมให้โปร- วัตถุมีความสมมาตร ถ้าสัดส่วนและจำนวนขอบโดยพลการที่เล็ดลอดออกมาจากจุดยอดเดียวกัน - การจัดเรียงชิ้นส่วนร่วมกันทำให้ยางดังกล่าว (รวมถึงจุดยอดที่แยกได้ระหว่างการทำงานของการหมุน การสะท้อนภายใน และไม่มีขอบอย่างสมบูรณ์) จากนั้นจุดยอดรุ่นเคมี (การรวมกันของการหมุนและการสะท้อนกลับ) กราฟจะต้องมีขอบเท่ากันทุกประการ (การเชื่อมต่อซึ่งทำให้พวกเขา (วัตถุ) ไม่เปลี่ยนแปลง) ซึ่งเป็นความจุ (หมายเลขการประสานงาน) ของพวกเขาแปลเป็นตัวเอง โครงสร้างของอะตอมที่ให้สมมาตรใน สารประกอบเคมี ; ของวัตถุเชิงเส้นมีลักษณะโดยมีองค์ประกอบอย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบต่อไปนี้ของจุดยอดของกราฟเคมีพร้อมกับทิศทางของสมมาตร: ขอบของขอบจะต้องถูกจัดวางอย่างชัดเจน, ระนาบสะท้อนแสงกระจก σ ( S1) เป็นวัตถุที่ประกอบด้วยอะตอมในโมเลกุลเช่นเดียวกับมุมระหว่างพันธะของอะตอมที่เหมือนกันและเหมือนกันครึ่งหนึ่ง: สำหรับอะตอมของคาร์บอนจัตุรมุขเหล่านี้ (ดูกราฟในรูปแบบ 1, 2 และในตารางที่ 1); มุมมักจะเท่ากับ 109.5° สำหรับระนาบตรีโกณมิติ - 120° สำหรับแนวทแยง อะเซทิลีน - แกนสมมาตร Cn, n = 2, 3, 4, ..., - ส่วนของวัตถุ - 180° แต่มี อาจเป็นข้อยกเว้น ( ดูกราฟแผนภูมิรวมกัน เช่นเดียวกับวัตถุโดยรวม โดยมีไฮโดรคาร์บอนแบบบรรทัดต่อบรรทัดในตารางที่ 1) และสามมิติ (การหมุนที่มุม 2π / n (ดูตารางที่ 1 และรูปแบบที่ 2) ที่ถอดออกได้) การคาดการณ์กราฟจำเป็นสำหรับแกนหมุนล่วงหน้า - แกนหมุน Sn , S2 = i เป็นศูนย์กลางของการกำหนดค่าโมเลกุล การผกผัน - เป็นการรวมกันของ C2 + S1, S4 = com- การออกแบบนักเคมีเชิงทดลอง, ชุดค่าผสม C4 + S1 (ดู E-isomers ของ butene-2 แม้แต่สำหรับวิศวกร กราฟของคิวมูลีนใหม่ที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ จัตุรมุข และคิวเบนในตาราง หนึ่ง). เชื่อมโยง คิดทบทวน และใช้วิธีการของ Object นั้นไม่สมมาตร หากมีการสังเคราะห์ภายใน นักเคมีเชิงทฤษฎีใช้โครงสร้างเพื่อเปรียบเทียบ และรูปแบบภายนอกไม่สามารถวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะในการคำนวณทางเคมีควอนตัมด้วยองค์ประกอบที่แจกแจง และบางครั้งโครงสร้างที่แตกต่างกันมาก เพื่อที่จะเปิดเผยตัวชี้วัด (ดูไอโซเมอร์ที่ 2 และ 4 ของเฮกเซน ในแผนงาน 1 ขีดจำกัดของการเปลี่ยนแปลงในระยะทางระหว่างอะตอมและรา-อะลานีนในโครงการที่ 3) สำหรับวัตถุดังกล่าว มีการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในไอออนและโมเลกุลอย่างสม่ำเสมอ สันนิษฐานว่าสมมาตรเล็กน้อยคือ C1 กำหนดโดยกราฟเดียว (ดูแผนภาพ 2) การหมุนกราฟิก C1 โดย 360° (2π) รวมสูตรอสมมาตรที่กลายเป็นเรื่องธรรมดามากกว่าวัตถุด้วยตัวมันเอง แน่นอนโดยการกระทำของการดำเนินการเมื่อ 100 ปีที่แล้วและภาษากราฟของการสื่อสารของนักเคมี C1 ถูกรวมเข้าด้วยกันและทุกอย่างได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องอย่างสมมาตร วัตถุ เนื่องจากการหมุนครั้งนี้เป็นเรื่องเล็กน้อย 46 lukylyZldav jEkDbyZDnTsgzhzhv LmkzDg, ‹2, 1997 3 3 H H H H H COOH H3C COOH HOOC CH3 C 2 C C C 2 C 1 4 4 1 H H H2N H H2N H H2N H H H NH2 มีเทน เมทิลมีน ไกลซีน ลูกบอล l-alan โมเลกุลอสมมาตร (อะลานีน) มีชุดองค์ประกอบสมมาตรทั้งหมดที่เป็นกระจกอนันต์ - ดับเบิลดับเบิล (ดูรูปที่ โครงการ 3). S1(σ), Cn , Sn . ลูกบอลอยู่ในแนวเดียวกับตัวเองในทุกการหมุน ทิศทางกระจก ในยุค 60–70 ของศตวรรษของเรา นักเคมี R. Kahn, K. Ingold และ V. Prelog ได้พัฒนาศูนย์นี้ขึ้น ดังนั้น กฎรูปทรงหลายเหลี่ยมนูนที่ถูกต้องสำหรับการระบุส่วนประกอบที่ซ้ำกัน (จัตุรมุข ลูกบาศก์ รูปแปดด้าน สิบสองเหลี่ยม หน้าเหลี่ยม icosahedron - รูปแบบที่คล้ายกันของซ้าย (l) และขวา (r) รูปแบบ: ของแข็ง Platonic ในอุดมคติ) ซึ่งสารทดแทนถูกจารึกไว้ (อะตอม) ที่เกี่ยวข้อง ด้วยทรงกลมอสมมาตรถึงแม้พวกมันจะมีชุดองค์ประกอบจำกัดที่มีคาร์บอนหรือศูนย์อะตอมอื่นสมมาตร แต่จำนวนและความหลากหลายของพวกมันจะถูกจัดเรียงตามลำดับชั้นเสมอ และที่เก่าแก่ที่สุด (แต่มีขนาดใหญ่เมื่อเปรียบเทียบกับการวัดอื่นที่ 1) คือ ที่ใหญ่ที่สุด เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าถ้ามวลอะตอมไม่สมมาตร: ในอะลานีน (แบบที่ 3) 14N นั้นเก่ากว่า12Сและตัวเลขที่สะท้อนในระนาบกระจกจะอยู่ในอะตอมของคาร์บอนของเมทิลและ กลุ่มคาร์บอกซิลที่เก่ากว่าหลัง: มันเกี่ยวข้องกับ 16O หนักซึ่งอยู่นอกวัตถุนี้จากนั้นจะได้ตัวเลขในขณะที่กลุ่มแรกเกี่ยวข้องกับแสง 1H; ความแม่นยำคล้ายกับต้นฉบับ แต่เข้ากันไม่ได้กับอันแรกสำหรับการเลื่อนและการหมุนใด ๆ ดังนั้นผู้สังเกตจึงมุ่งเป้าไปที่โมเลกุล (แน่นอนว่า ทางจิตใจ วัตถุที่ไม่สมมาตรทั้งหมดสามารถเค็มได้) ไปที่โมเลกุล หรือให้โมเลกุลมุ่งไปที่การวางฝาแฝดที่เหมือนกระจก ธรรมดาสำหรับผู้สังเกตในลักษณะที่ตัวอย่างคาร์บอนของสิ่งนี้คือรองเท้าและถุงมือของเรา ศูนย์กลางด้านซ้ายถูก "บดบัง" โดยตัวแทนที่อายุน้อยที่สุด (H) และคู่ของตัวเลขที่เหมาะสมตามลำดับ และถ้า ในกรณีนี้วิถีของลำดับที่ต่อเนื่องกันด้านซ้ายและขวาคือการเปลี่ยนผ่านแบบสะท้อนกลับจากที่เก่าที่สุดไปหาที่อายุน้อยที่สุด สองสามศตวรรษก่อนถัดไป) คล้ายกับการเคลื่อนไหวของเข็มนาฬิกา สังเกตความชุกของกระจก แล้วการกำหนดค่านั้นถูกต้องอย่างแน่นอน (r) ถ้าปากตรงข้ามกับรูปแบบ enantiomorphic ในโลกอนินทรีย์ก็คือปาก เหลืออย่างแน่นอน (ล.) ผลึกควอตซ์ด้านซ้ายและขวา ทัวร์มาลีน แคลไซต์ (ไอซ์แลนด์สปาร์) หลังจากแนะนำแนวคิดของการกำหนดค่าด้านซ้ายและขวาอย่างสมบูรณ์แล้ว เราต้องเตือนเกี่ยวกับไอโซเมอร์ของกระจก, อีแนนทิโอเมอร์ริซึม, ในสัมพัทธภาพอินทรีย์ของความสัมบูรณ์นี้ การทำงานของเคมีเกรนเป็นปรากฏการณ์ทั่วไป การสะท้อนแคลสอดคล้องกับ P - การผกผันของลำดับความสำคัญร่วมของการค้นพบที่อยู่ตรงกลางของพิกัดตารางสุดท้ายของส่วนอะตอมและส่วนย่อยของวัตถุ เตี้ย เป็นของ Louis Pas ชาวฝรั่งเศสที่โดดเด่น- อย่างไรก็ตามเนื่องจากไม่เป็นที่รู้จัก โครงสร้างภายใน Ter ผู้ซึ่งดึงความสนใจไปที่ความคล้ายคลึงกันของกระจกเงาของอะตอม (อิเล็กตรอน) และอนุภาคย่อย (ควาร์ก, กลูโอฟอร์มของเกลือโพแทสเซียมแอมโมเนียมของผลึกทาร์ทาริก) จากนั้นการทำงานของ P ของฟิสิกส์ก็เสริมด้วยกรดฟอริก ชื่อของปาสเตอร์มีความเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของการดำเนินการเล็ก ๆ ของการผันประจุ C - สเตอริโอเคมี โดยอิงจากปัญหาของการเปลี่ยนแปลงของประจุเป็นสัญญาณตรงข้ามและตัวชี้วัดและความไม่สมดุลของโมเลกุล โครงสร้าง (รูปร่าง) และควอนตัมอื่น ๆ ลักษณะของอะตอมในพื้นที่สามมิติ เหตุการณ์สำคัญในการพัฒนา (โปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน) และสเตอริโอเคมีของอะตอมถูกเสนอในปี พ.ศ. 2417 อนุภาค (ควาร์ก กลูออน) รวมถึงการผกผันของทิศทางการเคลื่อนที่แบบจัตุรมุข (โมเมนตัมและ - แบบจำลองอะตอมของคาร์บอน) มุมโมเมนตัมที่ง่ายที่สุด) ของส่วนประกอบทั้งหมดของวัตถุ โค้ดที่มีรูปร่างคล้ายกับ high-simtor สอดคล้องกับการพลิกกลับของเวลา T. ) การผ่าตัด CRT แบบรวมอื่น ๆ จากนี้ไป การจัดกลุ่มมามิและอะตอม จากนั้นความสมมาตรที่ตรงกันข้ามกับต้นฉบับ ตัวอย่างเช่น โมเลกุลที่ได้จะลดลงอย่างรวดเร็ว หลังจากโมเลกุล r จะต้องมี l-partner แต่ประกอบด้วยสามขั้นตอนดังกล่าวด้วยห่วงโซ่คาร์บอนจัตุรมุขของปฏิสสารและศูนย์กลางที่เคลื่อนที่ตามเวลา ตัวแทนที่ต่างกันสี่ตัวเชื่อมต่อกันอยู่แล้ว และในทางกลับกัน แนวคิดในการรวมตัวดำเนินการ P-, C- และ T สมมาตร 47 อย่างเป็นของ G. Lüders และ W. Pauli เพื่อรวมกันเป็นทรงกลมสมมาตรอนันต์ จากนั้นทุกอย่าง (พ.ศ. 2497-2498) องค์ประกอบสมมาตรของวัตถุดั้งเดิมนั้นเสื่อมโทรมลงอย่างสิ้นเชิงเนื่องจากความเป็นไปได้ขนาดมหึมา กล่าวคือ "การเติม" แบบอสมมาตรของอะตอมและกลุ่มอะตอมที่มีความสามารถในการยึดเหนี่ยวจะแปลงวัตถุสมมาตรในอุดมคติ (เดี่ยว) ด้วยคาร์บอน โดยหลักการแล้ว วัตถุอนันต์ที่ทำได้จริงจะกลายเป็น คลาสของคู่อีแนนทิโอเมอร์ ลำดับกระจกของ r, l-doublets อย่างไรก็ตาม ไม่ควรสันนิษฐานว่าอิแนนชิโอเมอร์ริซึมของโมเลกุลที่มีจุดศูนย์กลางคาร์บอนแบบอสมมาตรเป็นไปไม่ได้ในตัวเลขสมมาตร (โมเลกุล) ไมล์ เราสังเกตคุณลักษณะพื้นฐานของพวกเขา: - จำนวนองค์ประกอบสมมาตรภายใน ตัวอย่าง เครื่องบิน จัตุรมุข คิวบา; 1) และแม้กระทั่งการมีอยู่ของการสะท้อนแบบสเปกตรัม σ (S1) และ/หรือการสะท้อนแสงแบบพิเศษ ตารางที่ 2 C2 C2 R L . . (CH 2) n (CH 2) n R, L-trans-cyclooctenes R, L-trans-cycloethylenes C2 C2 C2 C2 C2 C2 Twistan R L Z Z - biphenyls ของสมมาตร C2 Z Z R L - triphenylmethanes ของสมมาตร C3 L R C2 R Hexahelicene L เกลียว สปริง สว่าน สกรู น็อต สลักเกลียว เมื่อสะท้อน q ดังกล่าว พวกมันคือโมเลกุลโทโพโลยี chiral (หมวดหมู่ของระนาบกระจกด้านนอกคือนาโน โหนดในแผนภาพที่ 4) คัดลอกวัตถุที่เหมือนกันกับวัตถุดั้งเดิม (ดูกราฟ) อย่างไรก็ตาม เงื่อนไขของการแยกนั้นชัดเจนในแง่ของ φ ในรูปแบบ 1, 2 และในตารางที่ 1 ในทางตรงกันข้าม หากวัตถุ (โมเลกุล) ที่พัฒนาโดย R. Kahn, K. Ingold และ V. Prelonie มีลักษณะเฉพาะที่ไม่มีองค์ประกอบความสมมาตรของกระจกภายใน Sn เสริมด้วยตัวตายตัวแทน กฎสำหรับการกำหนด enantiomeric (σ, i) โครงแบบ แต่สมมาตรตามการหมุนของโมเลกุลเป็น R- หรือ L-series เป็นวงกลม, เกลียว Cn (n = 2, 3, 4, …) จากนั้นตัวเลขดังกล่าวจะเป็น R, L-duple (chiral) เสมอ พร้อม (R) หรือต่อต้านการบิน ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือ 1,3-dimethyl-3-cumu-(L) ในช่วงเวลาของเข็มนาฬิกาที่มีการแยกแบบต่อเนื่อง (ตารางที่ 1) และ homologues ทั้งหมดที่มีการพิจารณา "อาวุโส" (น้ำหนัก) เป็นเลขคี่ สารทดแทน อะตอมของคาร์บอนในสายโซ่เชิงเส้น ในตาราง. 2 แสดง (แผนภาพ 3) รอบศูนย์กลางอะตอม - เราคือ R, L-doublets จากชุดใหญ่ a, ระนาบที่เลือก - b (trans-cycloethylenes, โมเลกุลสมมาตรเมื่อเทียบกับการหมุน ตารางที่ 2) เมื่อข้ามรูปร่าง ของใบพัด - c , win- 2 โครงการ 4 จำนวนศูนย์คาร์บอน ในด้านเทคโนโลยี ร่างของใบพัดพัดลม ใบพัด ใบพัดกังหันนั้นคล้ายกับโมเลกุลของไบฟีนิลและไตรฟีนิลเมทิล รูปทรงของโมเลกุลเฮลิซีนมีลักษณะคล้ายเกลียว สปริง สกรู เกลียวซ้ายและขวา สำหรับ คำอธิบายสั้น ๆในช่วงเปลี่ยนผ่านของศตวรรษที่ 19 และ 20 Lord Kelvin Trileaf Knot (CH2)m ที่มี oriented และ non-minimum m = 66 ได้เสนอคำว่า “chirality” (จากภาษากรีก χειρ – hand) วงแหวนที่เหมือนกัน ในรัสเซียใช้การออกเสียงและการสะกดคำสองคำของคำนี้: chirality และ Scheme 4 chirality ผู้เขียนร่วมกับนักฟิสิกส์ให้ความสำคัญกับอดีต ผสานโดยการทำงานของการสะท้อนของกระจก (การผกผันของ P) ดังนั้นพูดอย่างเคร่งครัดไม่มีโมเลกุล - ส่วนประกอบของ enantiomeric doublets - ในเชิงคุณภาพ ประเภทต่างๆ chirality ของโมเลกุล แตกต่างกันในพร็อพเพอร์ตี้เดียว ลักษณะที่คล้ายคลึงกันของโมเลกุลที่แสดงภาพ ความสัมพันธ์แบบตรงกันข้าม (+, -) นั้นเป็นลักษณะเฉพาะของชิ้นส่วนแต่ละส่วนด้วย ไม่ถูกยึดเข้าด้วยกันทางเคมีสำหรับขั้วแม่เหล็ก ประจุ และพันธะควอนตัมอื่นๆ แต่โดยโทโพโลยีของโครงสร้างลูกโซ่ (ลักษณะเฉพาะ) ของอนุภาคปรมาณูและอะตอม เช่นนั้นแล้ว ) เกลียวและนอตปิด อัตราส่วน chiral ของพวกเขาถูกเรียกโดยนักฟิสิกส์ว่ารูปแบบ chiral sym- (R, L) ค่อนข้างจะคล้ายคลึงกับรูปแบบ propellemetry คู - v และเฮลิซ - ก. ดังนั้น chirality ของโมเลกุลทุกประเภทข้างต้นจึงถูกหาปริมาณในเชิงปริมาณเนื่องจากความพยายามของนักเคมีสังเคราะห์ ซึ่งเป็นที่รู้จักและมีจำหน่ายที่ความยาวคลื่นมาตรฐานจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าด้วยโมเลกุล polyral (ดูตารางที่ 2 และรูปแบบที่ 4) ยอมรับการรวมตัวของ chiral กลาง (r หรือ l) ami ได้ สันนิษฐานว่าความหลากหลายของกรดเคมี chiral, ribonucleotides, chirality ทั้งหมดของสารประกอบบางชนิดแบ่งออกเป็น 5 ประเภทใน mer ที่สอดคล้องกัน (โปรตีน, DNA) ไม่สามารถประมาณได้ เงื่อนไขของคุณสมบัติโครงสร้างสมมาตร : โดยผลรวมเล็กน้อยของแต่ละ ki-a - โมเลกุลที่มีศูนย์กลาง chiral ไม่มีเอกลักษณ์การเชื่อมโยง: Σrn(ln) . ผลรวมของ “ปริมาตร - ไม่มีองค์ประกอบสมมาตร ยกเว้นองค์ประกอบที่บิน” โดย chirality แบบเกลียว (helical) ของเอกลักษณ์ C1 (ตัวอย่างคือกรดอะมิโน (ala-macromolecules ที่มีสัญลักษณ์ของตัวเอง (+R h, −Lh) และ nin ในรูปแบบ 3) น้ำตาล - คาร์โบไฮเดรต ); ค่าสัมบูรณ์ b – โมเลกุลระนาบ-chiral ของ Nr (l) ∑ l (r) ⊂ R (L) สมมาตร ชั่วโมง ชั่วโมง C1 และ/หรือ C2 (องค์ประกอบโครงสร้างที่เลือกคือระนาบ n n (1) ตัวอย่างคือทรานส์-ไซโคลเอธิลีนในตารางที่ 2); ความจริงที่ว่าการควบแน่นปกติของโมเลกุล aki-in - axial-chiral c ของวงแหวนเบนซีนสมมาตรยังนำไปสู่ Cn spirium (พวกมันมีรูปร่างของใบพัดหรือสวัสดิกะ ral ถึง helicenes (ตารางที่ 2) การยืนยันตัวอย่างเท่านั้น - twistane , ไบฟีนิล, ไตรฟีนิลมีเทนให้กฎทั่วไป: และการรวมเป็นวงกลมของตารางที่ 2, ฯลฯ ); โมโนเมอร์ achiral ของโครงสร้างที่เหมาะสม และ (d) โมเลกุลเฮลิคอล-ไครัลของโพลิคอนเดนเสทเชิงเส้นสมมาตรของไครัล (เฉพาะ r C2 (รูปร่างลักษณะเป็นเกลียว ตัวอย่างคือเฮกซา- หรือเพียง l) หน่วยจะนำไปสู่สปีเฮลิซีนในตารางโดยอัตโนมัติ 2, โปรตีน, ดีเอ็นเอ); รูปแรลของพอลิเมอร์ สามารถสันนิษฐานได้ว่าใน ygTspzdZau g.i. 49 แถวของโมเลกุลขนาดใหญ่ดังกล่าว มีความสมมาตรบางอย่างของ chiralities มีองค์ประกอบกระจกภายในซึ่งสอดคล้องกับอนุกรม Sn นั้นไม่มีความกำกวมในการกำหนดค่า (singlet) ลำดับชั้นของระดับของการสร้างสเตอริโอจะถูกรับรู้ ตัวอย่างเช่น ต่อเนื่องจากโครงสร้างภายในเป็น P-even วัตถุประสงค์ ทุติยภูมิ ระดับอุดมศึกษา และควอเทอร์นารีของคุณ ไม่มี P-parity ภายในของโครงสร้าง ระดับของโครงสร้างของเฮโมโกลบิน แน่นอน ลักษณะ- (ไม่มีองค์ประกอบสมมาตร Sn) จะถูก canterized เสมอโดยลำดับ "ฝัง- เป็นรูปเป็นร่างสอง -valued (doublet, left + of type (1) ผลรวมของ chiralities แต่ละรายการคือ vy) เพื่อให้ได้กรดโค-อะมิโนของมันไปอยู่ในเกลียวไคราลิตีของโพลิเปปเปียจากวัตถุ P-even หนึ่งการดำเนินการ Pσ(i)-ก็เพียงพอแล้ว แต่เพื่อที่จะคัดลอกทั้งสองนี้ไปยัง chirality "ทรงกลม" ของ P-odd วัตถุ จำเป็นต้องมีระดับอุดมศึกษาสองระดับ ในที่สุด ทั้งสามนี้เป็น "การดำเนินการพีตามลำดับซูปราโม: โมเลกุล" chirality ของควอเตต (จัตุรมุข) ของทรงกลมรวมกัน จากนี้ไปโดยวิธีการที่สเตอริโอเคมีของพอลิเมอร์และผู้ร่วมงานของพวกเขาจะต้องคำนึงถึงนอกเหนือไปจากข้างต้น ธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต P-odd nou” – ประเภทของ chirality ที่ดี เป็นวัตถุต่อไปนี้ที่เราสามารถค้นหาการกำหนดค่าหลัก (โครงสร้าง) บนด้านซ้ายหรือด้านขวาของคู่แฝดได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่น ระดับ derenal ที่เลือกของการจัดระเบียบของโมเลกุลขนาดใหญ่เล่นวูในป่าหรือหินจากกองเศษหินหรืออิฐ ให้เราทราบเพิ่มเติมว่าบทบาทชี้ขาดในการทำงานของพวกเขาในองค์กรคือความสมมาตรของ chiral นั้นไม่สม่ำเสมอ (100%) อย่างแน่นอน ดังนั้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีกับการมีส่วนร่วมที่สังเกตได้จากโมเลกุล P-odd ของเอนไซม์อินทรีย์จะดำเนินการอย่างมีประสิทธิภาพในสารประกอบที่เป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเท่านั้นเมื่อลัทธิคอมมิวนิสต์เกิดขึ้นบนโลกของเราก่อนหน้านี้ หากสิ่งเหล่านี้คือกรดอะมิโน การผสมพันธุ์ นั่นคือ "การรับรู้" การเลือกโมเลกุลเหล่านั้นจะเหลือเพียง (ล.); ถ้าน้ำตาลเป็นคาร์โบไฮเดรต เฉพาะน้ำยารีเอเจนต์และสารตั้งต้นเท่านั้น คุณสมบัติของการกำหนดค่านั้นถูกต้อง (r); ถ้าสิ่งเหล่านี้เป็นไบโอโพลีเมอร์ พวกมันก็คือเกลียวซึ่ง (“ตัวเลข” ซึ่งเหมาะเจาะแต่บิดไปทางขวาเท่านั้น (โปรตีน, DNA) ซึ่งสอดคล้องกับรูปทรงและรูปร่างของความสม่ำเสมอที่เรียกว่า chiral asymmetric cavities ใน globules ของเอนไซม์ anaria ทั่วไปของ biosphere เป็นครั้งแรกที่ดึงความสนใจไปที่บันทึกของการเสริมดังกล่าว D. Koshland ที่แนะนำโดย L. Pasteur อาศัยอยู่เพื่อพิจารณาการโต้ตอบของกุญแจและแม่กุญแจ ganckDnmkD dakDgzD DlaeeTsnka 1. เคมีอินทรีย์ทั่วไป: ต่อ. จากอังกฤษ. ม.: เคมี สรุปข้างต้น. บทความนี้จัดทำขึ้นก่อนปี 2524-2529 ท. 1–12. เป้าหมายควรแสดงให้เห็นว่าในเลนที่ไม่มีที่สิ้นสุด 2 Zhdanov Yu.A. คาร์บอนกับชีวิต Rostov n / D: สำนักพิมพ์ของวัสดุเคมีอินทรีย์ง่ายกว่า RGU, 1968. 131 p. 3. ทฤษฎีกราฟ Tutt W. ม.: มีร์, 1988. ลักษณะทั่วไปโครงสร้างของโมเลกุลตลอดจนหลักการประเมินพวกมัน 4. Sokolov V.I. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการกำหนดค่าสเตอริโอเชิงทฤษฎี - รูปแบบในเคมีอวกาศสามมิติ มอสโก: เนาก้า, 1982; ก้าวหน้าในวิชาเคมี 1973. V. 42. ve - ตามแนวคิดเรื่องความสมมาตรและความไม่สมมาตร อ้างอิงจากส. 1037–1051 5. Nogradi M. Stereochemistry. M.: Mir, 1984. ตัวดำเนินการสมมาตร: ระนาบ แกน และกระจก- 6. Hargittai I., Hargittai M. สมมาตรของตาของแกนหมุนที่ใช้ในการระบุนักเคมีเหล่านั้น M.: Mir, 1989. ลักษณะภายในของโครงสร้างของโมเลกุลซึ่งก็คือ // ประสบความสำเร็จอย่างทันสมัย ข้าวไรย์เป็นตัวกำหนดลักษณะ รูปร่าง และชีววิทยาในที่สุด 2526 ฉบับที่ 95 หน้า 163–178 ในระยะยาวคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของพวกเขา เมื่อโมเลกุลถูก "จัดเรียง" ให้เป็นสมมาตรและ * * * ไม่สมมาตร บทบาทพิเศษจะเป็นของตัวดำเนินการสะท้อนแสงกระจก พิกัดกลับด้านของ Lev Petrovich Olekhnovich แพทย์เคมี R. เคมีของธรรมชาติและ mov) ของวัตถุที่อยู่ทางด้านซ้ายของ สารประกอบโมเลกุลสูงที่คัดเลือกมาของระนาบ Rostov go-plane ทำให้การติดต่อแบบตัวต่อตัวกับหัวหน้ามหาวิทยาลัยรัฐร่วม ห้องปฏิบัติการของไดนาตาของวัตถุกลับด้าน (สะท้อน) ของพลวัตภายในของโมเลกุลของคณะเคมีและสถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของฟิสิกส์ทางด้านขวาของระนาบนี้ ตัวดำเนินการ Pi ดำเนินการ RGU ของเคมีกายภาพและเคมีอินทรีย์ ซึ่งเป็นการผกผันของพิกัดที่คล้ายคลึงกันโดยสัมพันธ์กับประจุไฟฟ้า Russian Academyวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. แต่จุดที่เลือกนอกวัตถุ (ง่ายต่อการเข้าใจพื้นที่ของความสนใจทางวิทยาศาสตร์: การสังเคราะห์สารอินทรีย์และเพื่อตรวจสอบว่าภายใต้การกระทำของตัวดำเนินการ Pi นั้นยังได้จลนพลศาสตร์และกลไกของการจัดเรียงโมเลกุลใหม่ ได้มาซึ่งกระจกแฝดของวัตถุ แต่สำหรับการตรวจสอบ สเตอริโอเคมี และสเตอริโอไดนามิกส์ ผู้เขียนร่วมกลับด้าน พลิกกลับ 180°) วัตถุ (โมเลกุล) เอกสารสองฉบับและผู้เขียนบทความทางวิทยาศาสตร์มากกว่า 370 บทความ 50 lykylyZldav yEkDbyZDnTsgzhzhv LmkzDg, ‹2, 1997
ผู้เขียน สารานุกรมเคมี b.b. I.L.Knunyantsทฤษฎีกราฟอฟในวิชาเคมี สาขาวิชาคณิตศาสตร์จำกัดที่ศึกษาโครงสร้างที่ไม่ต่อเนื่องเรียกว่ากราฟ ใช้ในการแก้ทฤษฎีต่างๆ และงานประยุกต์
บาง แนวคิดพื้นฐาน.กราฟคือชุดของจุด (จุดยอด) และชุดของจุดคู่เหล่านี้ (ไม่จำเป็นต้องทั้งหมด) ที่เชื่อมต่อกันด้วยเส้น (รูปที่ 1, k) หากเส้นบนกราฟเป็นแนว (นั่นคือ ลูกศรแสดงทิศทางของการเชื่อมต่อของจุดยอด) พวกเขาจะเรียกว่าส่วนโค้งหรือกิ่ง; ถ้าไม่เน้น - ขอบ ตอบกลับ กราฟที่มีส่วนโค้งเท่านั้นเรียกว่ากำกับหรือไดกราฟ เฉพาะขอบที่ไม่มีทิศทาง ส่วนโค้งและขอบผสมกัน กราฟที่มีหลายขอบเรียกว่า multigraph กราฟที่มีเฉพาะขอบที่เป็นของสองส่วนย่อยที่ไม่ตัดกัน (ส่วน) สองส่วน; ส่วนโค้ง (ขอบ) และ (หรือ) จุดยอดซึ่งสอดคล้องกับน้ำหนักหรือค่าตัวเลขของ c.-l. พารามิเตอร์ - ถ่วงน้ำหนัก เส้นทางในกราฟเป็นลำดับการสลับกันของจุดยอดและส่วนโค้งที่ไม่มีจุดยอดซ้ำ (เช่น a, b ในรูปที่ 1, a); รูปร่าง - เส้นทางปิดซึ่งจุดยอดแรกและจุดสุดท้ายตรงกัน (เช่น f, h); loop-arc (ขอบ) ที่เริ่มต้นและสิ้นสุดที่จุดยอดเดียวกัน ห่วงโซ่ของกราฟคือลำดับของขอบที่ไม่มีจุดยอดซ้ำ (เช่น c, d, e) เส้นทางปิดวงจรซึ่งจุดยอดเริ่มต้นและจุดสุดท้ายตรงกัน กราฟเรียกว่าเชื่อมต่อถ้าจุดยอดคู่ใดเชื่อมต่อกันด้วยลูกโซ่หรือเส้นทาง มิฉะนั้น จะถือว่ากราฟถูกตัดการเชื่อมต่อ
กราฟที่ไม่มีทิศทางที่เชื่อมต่อกับต้นไม้ซึ่งไม่มีวงจรหรือรูปทรง (รูปที่ 1b) กราฟย่อยแกนหลักของกราฟบางกราฟเป็นส่วนย่อยที่มีจุดยอดทั้งหมดและมีเพียงขอบบางส่วนเท่านั้น แผนภูมิขยายของกราฟคือกราฟย่อยแบบขยาย ซึ่งก็คือต้นไม้ กราฟจะเรียกว่า isomorphic หากมีความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างเซตของจุดยอดและขอบ (ส่วนโค้ง)
ในการแก้ปัญหาของ GRAPHS THEORY t. และการนำไปใช้ กราฟจะถูกแสดงโดยใช้เมทริกซ์ (adjacency, incidence, two-line, etc.) รวมทั้งแบบพิเศษ ลักษณะเชิงตัวเลข ตัวอย่างเช่น ในเมทริกซ์ที่อยู่ติดกัน (รูปที่ 1c) แถวและคอลัมน์จะสอดคล้องกับตัวเลขของจุดยอดของกราฟ และองค์ประกอบของมันใช้ค่า 0 และ 1 (ตามลำดับ การไม่มีและการมีอยู่ของส่วนโค้งระหว่างค่าที่กำหนด คู่ของจุดยอด); ในเมทริกซ์อุบัติการณ์ (รูปที่ 1d) แถวที่สอดคล้องกับจำนวนของจุดยอด คอลัมน์ที่สอดคล้องกับจำนวนของส่วนโค้งและองค์ประกอบใช้ค่า 0, + 1 และ - 1 (ตามลำดับ ขาด การมีอยู่ ของส่วนโค้งเข้าและออกจากจุดยอด) ลักษณะตัวเลขที่ใช้บ่อยที่สุด: จำนวนจุดยอด (m) จำนวนส่วนโค้งหรือขอบ (n) วัฏจักร จำนวนหรืออันดับของกราฟ (n - m + k โดยที่ k คือจำนวนกราฟย่อยที่เชื่อมต่อในกราฟที่ไม่เชื่อมต่อ ตัวอย่างเช่น สำหรับกราฟในรูปที่ 1b อันดับจะเป็น: 10-6+ 1 = 5 ).
การประยุกต์ใช้ GRAPH THEORY ขึ้นอยู่กับการสร้างและการวิเคราะห์คลาสต่างๆ ของกราฟเคมีและเทคโนโลยีเคมี ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าโทโพโลยี แบบจำลอง เช่น แบบจำลองที่คำนึงถึงลักษณะการเชื่อมต่อของจุดยอดเท่านั้น ส่วนโค้ง (ซี่โครง) และจุดยอดของกราฟเหล่านี้แสดงถึงเทคโนโลยีทางเคมีและเคมี แนวคิด ปรากฏการณ์ กระบวนการ หรือวัตถุ และคุณภาพตามนั้น และความสัมพันธ์เชิงปริมาณหรือความสัมพันธ์บางอย่างระหว่างกัน
ข้าว. 1. ภาพประกอบของแนวคิดพื้นฐานบางประการ: กราฟแบบผสม ต้นไม้ b-master (ส่วนโค้งที่เป็นของแข็ง a, h, d, f, h) และกราฟย่อยบางส่วน (ส่วนโค้งประ c, c, e, k, I) ของไดกราฟ; c, r-matrices ตามลำดับ ของ adjacency และ incidence ของ digraph
งานเชิงทฤษฎี เคมีกราฟทำให้สามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงทางเคมี อธิบายสาระสำคัญ และจัดระบบแนวคิดพื้นฐานบางประการของเคมี: โครงสร้าง โครงแบบ โครงสร้าง โครงสร้าง ปฏิสัมพันธ์ทางกลควอนตัมและทางสถิติและทางกลของโมเลกุล ไอโซเมอร์ ฯลฯ กราฟเคมีประกอบด้วยกราฟระดับโมเลกุล ไบพาร์ไทต์ และกราฟสัญญาณของ สมการปฏิกิริยาจลนศาสตร์
กราฟระดับโมเลกุลที่ใช้ในสเตอริโอเคมีและโทโพโลยีโครงสร้าง เคมีของกลุ่ม โพลีเมอร์ ฯลฯ เป็นกราฟแบบไม่มีทิศทางที่แสดงโครงสร้างของโมเลกุล (รูปที่ 2) จุดยอดและขอบของกราฟเหล่านี้สอดคล้องกับอะตอมและพันธะเคมีระหว่างกันตามลำดับ
ข้าว. มะเดื่อ 2. กราฟโมเลกุลและต้นไม้: a, b - มัลติกราฟตามลำดับของเอทิลีนและฟอร์มัลดีไฮด์; ในโมล ไอโซเมอร์ของเพนเทน (ต้นไม้ 4, 5 เป็นไอโซมอร์ฟิคกับต้นไม้ 2)
ในสเตอริโอเคมี สารอินทรีย์มักใช้โมล ต้นไม้กำลังแผ่กิ่งก้านสาขา กราฟที่มีเฉพาะจุดยอดทั้งหมดที่สอดคล้องกับอะตอม C (รูปที่ 2, a และ b) รวบรวมชุด. ต้นไม้และการสร้าง isomorphism ช่วยให้คุณสามารถกำหนดท่าเรือได้ โครงสร้างและหาจำนวนไอโซเมอร์ทั้งหมดของแอลเคน แอลคีน และอัลไคน์ (รูปที่ 2c)
มล. กราฟช่วยลดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัส การตั้งชื่อ และลักษณะโครงสร้าง (การแตกแขนง วัฏจักร ฯลฯ) ของโมเลกุลของสารประกอบต่างๆ เพื่อวิเคราะห์และเปรียบเทียบเสื่อบริสุทธิ์ ป้ายและคุณสมบัติของท่าเรือ กราฟและต้นไม้ตลอดจนเมทริกซ์ที่เกี่ยวข้อง เพื่อระบุความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างโครงสร้างของโมเลกุลและคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี (รวมถึงทางเภสัชวิทยา) ของสารประกอบ จึงมีการพัฒนาสิ่งที่เรียกว่าโทโพโลยีมากกว่า 20 รายการ ดัชนีของโมเลกุล (Wiener, Balaban, Hosoyya, Plata, Randich เป็นต้น) ซึ่งกำหนดโดยใช้เมทริกซ์และลักษณะเชิงตัวเลขของโมล ต้นไม้ ตัวอย่างเช่น ดัชนี Wiener W \u003d (m 3 + m) / 6 โดยที่ m คือจำนวนจุดยอดที่สอดคล้องกับอะตอม C ซึ่งสัมพันธ์กับท่าเรือ ปริมาตรและการหักเห เอนทาลปีของการก่อตัว ความหนืด แรงตึงผิว โครมาโตกราฟี ค่าคงที่การเชื่อมต่อ เลขออกเทนของไฮโดรคาร์บอน และแม้แต่ฟิซิออล กิจกรรมยาเสพติด ยาเสพติด
พารามิเตอร์ที่สำคัญกล่าวว่า กราฟที่ใช้กำหนดรูปแบบเทาโทเมอร์ของสารที่กำหนดและการเกิดปฏิกิริยา เช่นเดียวกับในการจำแนกกรดอะมิโน กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต และสารประกอบทางธรรมชาติที่ซับซ้อนอื่นๆ เป็นข้อมูลกลางและสมบูรณ์ (H) ตู้คอนเทนเนอร์ พารามิเตอร์คำนวณโดยสูตรเอนโทรปีของข้อมูลแชนนอน: โดยที่ p t คือความน่าจะเป็นที่จะอยู่ในจุดยอด m กราฟเป็นชนิด i-th หรือคลาสสมมูล k; ผม = พารามิเตอร์
(ดูเอนโทรปีด้วย) การศึกษาโมล โครงสร้างเช่นกลุ่มอนินทรีย์หรือแถบโมบิอุสจะลดลงเพื่อสร้าง isomorphism ของท่าเรือที่เกี่ยวข้อง กราฟโดยการซ้อน (ฝัง) ในรูปทรงหลายเหลี่ยมที่ซับซ้อน (เช่น รูปทรงหลายเหลี่ยมในกรณีของคลัสเตอร์) หรือแบบพิเศษ พื้นผิวหลายมิติ (เช่น Riemannian) การวิเคราะห์โมล กราฟของพอลิเมอร์ซึ่งมีจุดยอดตรงกับหน่วยโมโนเมอร์ และขอบตรงกับพันธะเคมีระหว่างกัน ทำให้เราสามารถอธิบายได้ เช่น ผลกระทบของปริมาตรที่แยกออกซึ่งนำไปสู่คุณภาพ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติที่คาดการณ์ไว้ของพอลิเมอร์
ข้าว. 3. กราฟของปฏิกิริยา: a-bipartite; สมการ b-สัญญาณของจลนศาสตร์ r 1 , g 2 -ปฏิกิริยา; รีเอเจนต์ 1-a 6; ค่าคงที่อัตรา k p-tsny; ตัวแปร s-complexation ของการแปลง Laplace
ด้วยการใช้ GRAPH THEORY และหลักการของปัญญาประดิษฐ์ ซอฟต์แวร์ได้รับการพัฒนาสำหรับระบบการดึงข้อมูลในวิชาเคมี เช่นเดียวกับระบบอัตโนมัติ ระบบการระบุตัวตน โครงสร้างและการวางแผนอย่างมีเหตุมีผล สังเคราะห์. สำหรับการใช้งานจริงบนคอมพิวเตอร์ปฏิบัติการเพื่อเลือกวิธีการเปลี่ยนรูปทางเคมีอย่างมีเหตุผลโดยอิงจากการสังเคราะห์ย้อนหลัง (ดูการวิเคราะห์ Retrosynthetic) และหลักการซินโทนิกใช้กราฟหลายระดับแยกย่อยเพื่อค้นหาวิธีแก้ปัญหา จุดยอดที่สอดคล้องกับท่าเรือ กราฟของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ และส่วนโค้งแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของสาร
ข้าว. 4. ระบบเทคโนโลยีเคมีวงเดียวและคอลัมน์ที่เกี่ยวข้อง: ไดอะแกรม a-block; b, c - กราฟการไหลของวัสดุตามลำดับสำหรับการไหลของมวลรวมและอัตราการไหลของส่วนประกอบ A; r - กราฟการไหลของความร้อน d-fragment ของระบบสมการ (f 1 - f 6) ของความสมดุลของวัสดุที่ได้จากการวิเคราะห์กราฟในรูปที่ 4b และ c; ไดกราฟข้อมูล e-bipartite; กราฟข้อมูล g, I-mixer; II-เครื่องปฏิกรณ์; III-คอลัมน์กลั่น; ตู้เย็น IV; I 1 -I 8 -เทคโนโลยี ลำธาร; การไหลของมวล q; H-เอนทาลปีของการไหล; ผม. s และ i*, s* เป็นแหล่งของจริงและสมมติขึ้นและเป็นแหล่งรวมของวัสดุและกระแสความร้อน c คือความเข้มข้นของรีเอเจนต์ V คือปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์
การแสดงเมทริกซ์ที่พวกเขาพูด กราฟของสารประกอบต่างๆ มีค่าเท่ากัน (หลังจากการแปลงองค์ประกอบเมทริกซ์ที่สอดคล้องกัน) กับวิธีเมทริกซ์ของเคมีควอนตัม ดังนั้น GRAPH THEORY t. จึงถูกใช้เมื่อทำการคำนวณเชิงควอนตัมเคมีที่ซับซ้อน: เพื่อกำหนดจำนวน คุณสมบัติ และพลังงานของโมล ออร์บิทัล เช่น ในสารประกอบเชิงซ้อน การทำนายปฏิกิริยาของโพลีอีนทางเลือกและไม่ใช่อัลเทอร์เนนต์คอนจูเกต การระบุคุณสมบัติของสารที่มีกลิ่นหอมและต้านอะโรมาติก ฯลฯ
เพื่อศึกษาการรบกวนในฟิสิกส์เคมีในระบบที่ประกอบด้วยอนุภาคจำนวนมากจึงใช้ไดอะแกรมกราฟไฟน์แมนที่เรียกว่าจุดยอดซึ่งสอดคล้องกับปฏิกิริยาพื้นฐานของอนุภาคทางกายภาพขอบของเส้นทางหลังจากการชนกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กราฟเหล่านี้ทำให้สามารถศึกษากลไกของปฏิกิริยาการสั่นและกำหนดความเสถียรของระบบปฏิกิริยาได้
กราฟปฏิกิริยาสองส่วนใช้เพื่อเลือกเส้นทางที่มีเหตุผลสำหรับการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลของสารตั้งต้นสำหรับชุดของปฏิกิริยาที่ทราบ (จุดยอดสอดคล้องกับโมเลกุลและปฏิกิริยาเหล่านี้ ส่วนโค้งสอดคล้องกับปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลในปฏิกิริยา; รูปที่ 3a) กราฟดังกล่าวทำให้สามารถพัฒนาอัลกอริธึมไดอะล็อกเพื่อเลือกสิ่งที่ดีที่สุดได้ วิธีการเปลี่ยนรูปทางเคมีซึ่งต้องใช้ Naim จำนวนปฏิกิริยาขั้นกลางนาที จำนวนรีเอเจนต์จากรายการที่ยอมรับได้หรือให้ผลผลิตสูงสุด
กราฟสัญญาณของสมการจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาแสดงระบบของสมการจลนศาสตร์ที่แสดงในรูปแบบตัวดำเนินการเกี่ยวกับพีชคณิต (รูปที่ 3b) จุดยอดของกราฟสอดคล้องกับข้อมูลที่เรียกว่า ตัวแปรหรือสัญญาณในรูปแบบของความเข้มข้นของรีเอเจนต์ การเชื่อมต่อระหว่างอาร์คกับสัญญาณ และน้ำหนักของส่วนโค้งถูกกำหนดโดยค่าคงที่จลนศาสตร์ กราฟดังกล่าวใช้เพื่อศึกษากลไกและจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ซับซ้อน สมดุลของเฟสที่ซับซ้อนในการก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อน และเพื่อคำนวณพารามิเตอร์ของคุณสมบัติการเติมของสารละลาย
งานที่นำไปใช้ เพื่อแก้ปัญหาการวิเคราะห์และเพิ่มประสิทธิภาพของสารเคมีและเทคโนโลยีหลายมิติ ระบบ (XTS) ใช้สารเคมีเทคโนโลยีต่อไปนี้ กราฟ (รูปที่ 4): กราฟการไหล การไหลของข้อมูล กราฟสัญญาณและความน่าเชื่อถือ กราฟการไหล ซึ่งเป็นไดกราฟแบบถ่วงน้ำหนัก ประกอบด้วยกราฟพาราเมตริก กราฟวัสดุในแง่ของอัตราการไหลของมวลรวมของกระแสทางกายภาพและอัตราการไหลของมวลของส่วนประกอบหรือองค์ประกอบทางเคมีบางอย่าง ตลอดจนกราฟความร้อน กราฟที่แสดงนี้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมีของสสารและพลังงานใน CTS ที่กำหนด
พารามิเตอร์ กราฟการไหลแสดงการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ (การไหลของมวล ฯลฯ ) ของการไหลทางกายภาพโดยองค์ประกอบ CTS จุดยอดของกราฟสอดคล้องกับเสื่อ แบบจำลองของอุปกรณ์รวมถึงแหล่งที่มาและแหล่งของกระแสที่ระบุและส่วนโค้ง - สำหรับกระแสเองและน้ำหนักของส่วนโค้งจะเท่ากับจำนวนพารามิเตอร์ของการไหลที่สอดคล้องกัน พารามิเตอร์ กราฟใช้ในการพัฒนาอัลกอริธึมสำหรับการวิเคราะห์เทคโนโลยี โหมดของ CTS แบบหลายวง อัลกอริธึมดังกล่าวกำหนดลำดับการคำนวณของระบบสมการทางคณิตศาสตร์ รุ่นของอุปกรณ์แต่ละรุ่น k.-l. ระบบกำหนดพารามิเตอร์ของกระแสเอาต์พุตด้วยค่าที่ทราบของตัวแปรสตรีมอินพุต
กราฟการไหลของวัสดุแสดงการเปลี่ยนแปลงการใช้สารใน CTS จุดยอดของกราฟสอดคล้องกับอุปกรณ์ที่มีการแปลงอัตราการไหลของมวลรวมของกระแสทางกายภาพและอัตราการไหลของมวลของส่วนประกอบหรือองค์ประกอบทางเคมีบางอย่าง รวมถึงแหล่งที่มาและแหล่งของสารของกระแสหรือส่วนประกอบเหล่านี้ ดังนั้น ส่วนโค้งของกราฟจึงสอดคล้องกับกระแสทางกายภาพหรือแหล่งทางกายภาพและสมมติ (การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของอินอินในอุปกรณ์) และแหล่งรวมของ c.-l ส่วนประกอบและน้ำหนักของส่วนโค้งมีค่าเท่ากับอัตราการไหลของมวลทั้งสองประเภท กราฟการไหลของความร้อนแสดงสมดุลความร้อนใน HTS; จุดยอดของกราฟสอดคล้องกับอุปกรณ์ที่ต้นทุนความร้อนของกระแสทางกายภาพเปลี่ยนแปลง และนอกจากนี้ กับแหล่งที่มาและการจมของพลังงานความร้อนของระบบ ส่วนโค้งสอดคล้องกับฟลักซ์ความร้อนทางกายภาพและทางเคมี (การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมีของพลังงานในอุปกรณ์) และน้ำหนักของส่วนโค้งจะเท่ากับเอนทัลปีของกระแสน้ำ วัสดุและกราฟความร้อนใช้ในการสร้างโปรแกรมอัตโนมัติ การพัฒนาอัลกอริธึมสำหรับการแก้ระบบสมการของวัสดุและสมดุลความร้อนของ CTS ที่ซับซ้อน
ข้อมูลและกราฟหุ้นแสดงข้อมูลเชิงตรรกะ โครงสร้างระบบสมการเสื่อ รุ่น XTS; ใช้ในการคอมไพล์ให้เหมาะสมที่สุด อัลกอริทึมสำหรับการคำนวณระบบเหล่านี้ ข้อมูลสองฝ่าย กราฟ (รูปที่ 4, e) เป็นกราฟที่ไม่มีทิศทางหรือกำกับทิศทาง จุดยอดซึ่งสอดคล้องกับสมการ f l -f 6 และตัวแปร q 1 - V ตามลำดับ และกิ่งก้านแสดงความสัมพันธ์ตามลำดับ ข้อมูล กราฟ (รูปที่ 4, g) - ไดกราฟแสดงลำดับของการแก้สมการ จุดยอดของกราฟสอดคล้องกับสมการเหล่านี้ แหล่งที่มาและตัวรับข้อมูล XTS และสาขาข้อมูล ตัวแปร
กราฟสัญญาณสอดคล้องกับระบบเชิงเส้นของสมการ แบบจำลองเทคโนโลยีเคมี กระบวนการและระบบ จุดยอดของกราฟสอดคล้องกับสัญญาณ (เช่น อุณหภูมิ) จุดเชื่อมต่อระหว่างกิ่งก้าน กราฟดังกล่าวใช้สำหรับวิเคราะห์สถิต และไดนามิก โหมดหลายพารามิเตอร์ กระบวนการและ CTS รวมถึงตัวบ่งชี้คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดหลายประการ (ความเสถียร ความไว ความสามารถในการควบคุม)
กราฟความน่าเชื่อถือใช้ในการคำนวณตัวบ่งชี้ต่างๆ ของความน่าเชื่อถือของ CTS ในบรรดากลุ่มต่างๆ ของกราฟเหล่านี้ (เช่น พาราเมตริก ฟังก์ชันเชิงตรรกะ) แผนผังความผิดปกติที่เรียกกันว่ามีความสำคัญเป็นพิเศษ ไดกราฟแบบถ่วงน้ำหนักต้นไม้แต่ละภาพสะท้อนถึงการเชื่อมต่อระหว่างชุดของความล้มเหลวอย่างง่ายของกระบวนการและอุปกรณ์ของ CTS แต่ละรายการ ซึ่งนำไปสู่ชุดของความล้มเหลวรองและความล้มเหลวของระบบโดยรวม (ดูความน่าเชื่อถือด้วย)
เพื่อสร้างซอฟต์แวร์เชิงซ้อน avtomatizir เพิ่มประสิทธิภาพการสังเคราะห์ อุตสาหกรรมที่มีความน่าเชื่อถือสูง (รวมถึงการประหยัดทรัพยากร) ควบคู่ไปกับหลักการทางศิลปะ จะใช้กราฟของตัวเลือกการตัดสินใจ CTS ที่ชาญฉลาด ความหมายเชิงความหมาย หรือเชิงความหมาย กราฟเหล่านี้ ซึ่งในบางกรณีเป็นต้นไม้ แสดงถึงขั้นตอนในการสร้างชุดของแผน CTS ทางเลือกที่มีเหตุผล (เช่น 14 ที่เป็นไปได้เมื่อแยกส่วนผสมห้าองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์เป้าหมายโดยการแก้ไข) และขั้นตอนสำหรับการเลือกอย่างเป็นระเบียบระหว่างพวกเขา รูปแบบที่เหมาะสมที่สุดตามเกณฑ์ประสิทธิภาพของระบบบางส่วน (ดูรูปที่ การเพิ่มประสิทธิภาพ) ทฤษฎีกราฟ t. ยังใช้ในการพัฒนาอัลกอริธึมสำหรับปรับตารางเวลาให้เหมาะสมสำหรับการทำงานของอุปกรณ์สำหรับการผลิตที่ยืดหยุ่นได้หลากหลายประเภท อัลกอริธึมสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพ การจัดวางอุปกรณ์และการติดตามระบบไปป์ไลน์ อัลกอริธึมที่เหมาะสมที่สุด การจัดการเคมีและเทคโนโลยี กระบวนการและอุตสาหกรรมด้วยการวางแผนเครือข่ายของงาน ฯลฯ
Lit.. Zykov A. A. ทฤษฎีกราฟ จำกัด [v. 1], โนโวซิบ., 1969; Yatsimirsky K. B. การประยุกต์ใช้ทฤษฎีกราฟในวิชาเคมี Kyiv, 1973; Kafarov V. V. , Perov V. L. , Meshalkin V. P. , หลักการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบบเคมีและเทคโนโลยี, M. , 1974; Christofides N. , ทฤษฎีกราฟ. วิธีการอัลกอริธึมทรานส์ จากภาษาอังกฤษ, M. , 1978; Kafarov V. V. , Perov V. L. , Meshalkin V. P. , รากฐานทางคณิตศาสตร์ของการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการผลิตสารเคมี, M. , 1979; การประยุกต์ทางเคมีของโทโพโลยีและทฤษฎีกราฟ ed. อาร์. คิง, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษ, M. , 1987; การประยุกต์ทางเคมีของทฤษฎีกราฟ Balaban A.T. (บรรณาธิการ), N.Y.-L. , 1976. V. V. Kafarov, V. P. Meshalkin
สารานุกรมเคมี เล่ม 1 >>
สารประกอบทางเคมีในลักษณะที่จุดยอดของกราฟสอดคล้องกับอะตอมของโมเลกุล และขอบของกราฟสอดคล้องกับพันธะเคมีระหว่างอะตอมเหล่านี้ แนวคิดของ "กราฟโมเลกุล" เป็นพื้นฐานสำหรับเคมีคอมพิวเตอร์และเคมีสารสนเทศ เช่นเดียวกับสูตรโครงสร้าง กราฟโมเลกุลเป็นแบบจำลองของโมเลกุล และเช่นเดียวกับแบบจำลองอื่นๆ กราฟนี้ไม่ได้สะท้อนคุณสมบัติทั้งหมดของต้นแบบ ตรงกันข้ามกับสูตรโครงสร้างซึ่งมักจะระบุซึ่ง องค์ประกอบทางเคมีหมายถึงอะตอมที่กำหนด จุดยอดของกราฟโมเลกุลไม่สามารถระบุได้ - ในกรณีนี้ กราฟโมเลกุลจะสะท้อนเฉพาะโครงสร้าง แต่จะไม่แสดงองค์ประกอบของโมเลกุล ในทำนองเดียวกัน ขอบของกราฟโมเลกุลไม่สามารถระบุได้ ซึ่งในกรณีนี้จะไม่มีการแยกความแตกต่างระหว่างพันธะเคมีเดี่ยวและพันธะเคมีหลายพันธะ ในบางกรณี สามารถใช้กราฟโมเลกุลที่สะท้อนเฉพาะโครงกระดูกคาร์บอนของโมเลกุลสารประกอบอินทรีย์ นามธรรมในระดับนี้สะดวกสำหรับการแก้ปัญหาทางคอมพิวเตอร์ของปัญหาทางเคมีที่หลากหลายส่วนขยายตามธรรมชาติของกราฟโมเลกุลคือ กราฟปฏิกิริยาซึ่งขอบสอดคล้องกับการก่อตัว การแตกร้าว และการเปลี่ยนแปลงในลำดับพันธะระหว่างอะตอม
“ เราเน้นย้ำว่าในทฤษฎีของ R. Bader นั้นมีการพิสูจน์แนวคิดเชิงประจักษ์เกี่ยวกับการเติมแต่งเป็นครั้งแรกซึ่งเป็นทฤษฎีนี้ที่ทำให้สามารถให้ความหมายทางกายภาพที่เข้มงวดแก่แนวคิดจำนวนหนึ่งเกี่ยวกับทฤษฎีเคมีคลาสสิก โครงสร้างโดยเฉพาะ "จังหวะวาเลนซ์" (เส้นทางพันธะ) และโครงสร้าง สูตรเคมี(กราฟโมเลกุล)"
เขียนรีวิวเกี่ยวกับบทความ "Molecular Graph"
หมายเหตุ
ดูสิ่งนี้ด้วย
วรรณกรรม
- = การประยุกต์ทางเคมีของโทโพโลยีและทฤษฎีกราฟ, ed. โดย อาร์.บี.คิง - M.: Mir, 1987. - 560 น.
|
ข้อความที่ตัดตอนมาแสดงลักษณะกราฟโมเลกุล
วันรุ่งขึ้นเจ้าชายอังเดรจำบอลของเมื่อวานได้ แต่ไม่ได้อยู่กับมันเป็นเวลานาน “ใช่ บอลยอดเยี่ยมมาก และยัง ... ใช่ Rostova ดีมาก มีบางอย่างที่สดใหม่ พิเศษ ไม่ใช่ปีเตอร์สเบิร์ก ซึ่งทำให้เธอโดดเด่น นั่นคือทั้งหมดที่เขาคิดเกี่ยวกับบอลเมื่อวาน และหลังจากดื่มชาแล้ว เขาก็นั่งทำงานแต่จากความเหนื่อยล้าหรือนอนไม่หลับ (วันนั้นไม่ดีสำหรับการเรียนและเจ้าชายอังเดรไม่สามารถทำอะไรได้) เขาวิพากษ์วิจารณ์งานของเขาเองซึ่งมักจะเกิดขึ้นกับเขาและดีใจเมื่อได้ยินว่ามีคนมาถึง
ผู้เยี่ยมชมคือ Bitsky ซึ่งทำหน้าที่ในคณะกรรมการต่าง ๆ ได้เยี่ยมชมทุกสังคมของเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กผู้ชื่นชอบแนวคิดใหม่และ Speransky และนักข่าวข่าวกังวลของเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กหนึ่งในผู้ที่เลือกเทรนด์เหมือนชุด - ตามแฟชั่น แต่ด้วยเหตุนี้ใครจึงดูเหมือนจะเป็นพรรคพวกที่กระตือรือร้นที่สุด . เขากังวลแทบไม่มีเวลาถอดหมวกวิ่งไปหาเจ้าชายอังเดรและเริ่มพูดทันที เขาเพิ่งทราบรายละเอียดของการประชุมสภาแห่งรัฐเมื่อเช้านี้ องค์อธิปไตยเปิดออก และพูดคุยอย่างกระตือรือร้นเกี่ยวกับเรื่องนี้ คำพูดของจักรพรรดินั้นไม่ธรรมดา มันเป็นหนึ่งในสุนทรพจน์ที่มอบให้โดยพระมหากษัตริย์ตามรัฐธรรมนูญเท่านั้น “อธิปไตยกล่าวโดยตรงว่าสภาและวุฒิสภาเป็นที่ดินของรัฐ เขากล่าวว่ารัฐบาลไม่ควรอยู่บนพื้นฐานของความเด็ดขาด แต่อยู่บนหลักการที่มั่นคง อธิปไตยกล่าวว่าการเงินควรได้รับการเปลี่ยนแปลงและรายงานควรเปิดเผยต่อสาธารณะ” Bitsky กล่าวโดยกดคำที่รู้จักกันดีและเปิดตาของเขาอย่างมีนัยสำคัญ
“ใช่ งานนี้ถือเป็นยุคที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของเรา” เขากล่าวสรุป
เจ้าชายอังเดรฟังเรื่องราวการเปิดสภาแห่งรัฐซึ่งเขาตั้งตารอด้วยความกระวนกระวายใจและที่เขาให้ความสำคัญดังกล่าวและรู้สึกประหลาดใจที่เหตุการณ์นี้ซึ่งตอนนี้เกิดขึ้นไม่เพียง แต่จะไม่แตะต้องเขา แต่สำหรับเขาดูเหมือนไม่สำคัญ เขาฟังเรื่องราวที่กระตือรือร้นของ Bitsky ด้วยการเยาะเย้ยอย่างเงียบ ๆ ความคิดที่ง่ายที่สุดเข้ามาในหัวของเขา: “ฉันและ Bitsky มีธุระอะไร ธุรกิจอะไรสำหรับเรา สิ่งที่อธิปไตยยินดีที่จะพูดในสภา! ทั้งหมดนี้ทำให้ฉันมีความสุขและดีขึ้นได้ไหม?
และเหตุผลง่ายๆ นี้ก็ทำลายความสนใจของเจ้าชายอังเดรในการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในทันทีทันใดสำหรับเจ้าชายอังเดร ในวันเดียวกัน เจ้าชายอังเดรควรจะรับประทานอาหารที่ "en petit comite" ของ Speransky [ในการประชุมเล็ก] ตามที่เจ้าของบอกและเชิญเขา งานเลี้ยงอาหารค่ำในครอบครัวและกลุ่มที่เป็นมิตรของบุคคลที่เขาชื่นชมมากก่อนหน้านี้สนใจเจ้าชายอันเดรย์เป็นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งตั้งแต่จนถึงตอนนี้เขาไม่เคยเห็น Speransky ในชีวิตที่บ้านของเขา แต่ตอนนี้เขาไม่อยากไป
1. การแสดงกราฟิกของโมเลกุลและคุณสมบัติของโมเลกุล - ทฤษฎีกราฟในวิชาเคมี
การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติของสารและโครงสร้างของสารเป็นหนึ่งในงานหลักของเคมี การมีส่วนร่วมอย่างมากในการแก้ปัญหานั้นเกิดจากทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ในหมู่ผู้ก่อตั้งซึ่งเป็นนักเคมีชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ Alexander Mikhailovich Butlerov (1828-1886) เขาเป็นคนแรกที่กำหนดว่าคุณสมบัติของสารขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสาร (สูตรโมเลกุล) เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับลำดับของอะตอมในโมเลกุลที่เชื่อมต่อถึงกัน คำสั่งนี้เรียกว่า โครงสร้างทางเคมี". Butlerov ทำนายว่าสารสองชนิดที่มีโครงสร้างต่างกัน ได้แก่ บิวเทนและไอโซบิวเทน สามารถสอดคล้องกับองค์ประกอบของ C 4 H 10 และยืนยันได้โดยการสังเคราะห์สารหลัง
แนวคิดที่ว่าลำดับของอะตอมที่เชื่อมต่อกันมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อคุณสมบัติของสสารได้พิสูจน์แล้วว่ามีผลอย่างมาก มันขึ้นอยู่กับการแสดงของโมเลกุลโดยใช้กราฟซึ่งอะตอมเล่นบทบาทของจุดยอดและพันธะเคมีระหว่างพวกเขา - ขอบที่เชื่อมต่อจุดยอด ในการแสดงภาพกราฟิก ความยาวของพันธะและมุมระหว่างพวกมันจะถูกละเว้น โมเลกุล C 4 H 10 ที่อธิบายข้างต้นแสดงโดยกราฟต่อไปนี้:
อะตอมไฮโดรเจนไม่ได้ระบุไว้ในกราฟดังกล่าว เนื่องจากสามารถกำหนดตำแหน่งของอะตอมได้ชัดเจนจากโครงสร้างของโครงกระดูกคาร์บอน โปรดจำไว้ว่าคาร์บอนในสารประกอบอินทรีย์เป็นเตตระวาเลนต์ ดังนั้น ในกราฟที่สอดคล้องกัน ขอบแต่ละอันสามารถแยกออกจากจุดยอดได้ไม่เกินสี่ขอบ
กราฟเป็นวัตถุทางคณิตศาสตร์ จึงสามารถจำแนกได้โดยใช้ตัวเลข จากนี้ไปแนวคิดในการแสดงโครงสร้างของโมเลกุลด้วยตัวเลขที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของกราฟโมเลกุล ตัวเลขเหล่านี้เรียกว่า "ดัชนีทอพอโลยี" ในวิชาเคมี ด้วยการคำนวณดัชนีทอพอโลยีสำหรับโมเลกุลจำนวนมาก เราสามารถสร้างความสัมพันธ์ระหว่างค่าของมันกับคุณสมบัติของสาร จากนั้นใช้ความสัมพันธ์นี้เพื่อทำนายคุณสมบัติของสารใหม่ที่ยังไม่ได้สังเคราะห์ จนถึงปัจจุบัน นักเคมีและนักคณิตศาสตร์ได้เสนอดัชนีต่างๆ หลายร้อยตัวที่แสดงคุณลักษณะบางอย่างของโมเลกุล
สเปกตรัมอินฟราเรดของโมเลกุล
ตรงกันข้ามกับช่วงที่มองเห็นและรังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนของอิเล็กตรอนจากสถานะนิ่งหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง ...
ศึกษาโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์โดยใช้ วิธีการทางกายภาพ
ตำแหน่งที่เป็นไปได้ทั้งหมดของโมเลกุลในพื้นที่สามมิติจะลดลงเป็นการเคลื่อนที่แบบแปลน แบบหมุน และแบบสั่น โมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอม N มีองศาอิสระในการเคลื่อนที่เพียง 3N...
การศึกษาทางเคมีควอนตัมของคุณสมบัติทางแสงของโพลิอะนิลีน
การคำนวณเชิงควอนตัมเคมีของเรขาคณิตและการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสำหรับสถานะที่ถูกกระตุ้นโดยวิธีใด ๆ นั้นเป็นที่สนใจ เนื่องจากที่นี่แม้แต่ผลลัพธ์กึ่งเชิงปริมาณกลับกลายเป็นว่ามีประโยชน์มาก ...
โมเลกุลขนาดใหญ่ของพอลิเมอร์อสัณฐานเชิงเส้น
โมเลกุลเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของคำพูด ซึ่งเป็นพลังทางเคมีหลักและประกอบด้วยอะตอมซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมี โมเลกุลสามารถรวมเข้าด้วยกันโดยธรรมชาติหรือโดยอะตอมจำนวนมาก ...
2.1 คำอธิบายการวัด การรวบรวมแบบจำลอง และการระบุแหล่งที่มาของความไม่แน่นอน กระบวนการวัดใดๆ สามารถแสดงเป็นลำดับของการดำเนินการที่ทำ ...
วิธีการคำนวณความไม่แน่นอนในการวัดปริมาณตะกั่วในขนม ซีเรียล ธัญพืช และผลิตภัณฑ์จากการแปรรูป (ผลิตภัณฑ์ขนมปังและเบเกอรี่) โดยการลอกโวลแทมเมทรีบนเครื่องวิเคราะห์ประเภท TA
หากการวัดความไม่แน่นอนคือความไม่แน่นอนมาตรฐานทั้งหมด ผลลัพธ์สามารถเขียนได้ดังนี้: y(หน่วย) กับความไม่แน่นอนมาตรฐาน uc(y) (หน่วย) ถ้าตัววัดความไม่แน่นอนคือความไม่แน่นอนที่ขยายออกมา U...
การพัฒนากฎหมายเป็นระยะ การพึ่งพาคุณสมบัติของธาตุบนนิวเคลียสของอะตอม
การกำหนดหมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบโดยประจุของนิวเคลียสของอะตอมทำให้สามารถกำหนดจำนวนตำแหน่งทั้งหมดในระบบธาตุระหว่างไฮโดรเจน (ซึ่งมีหมายเลขซีเรียลในตารางที่ 1) และยูเรเนียม (ซึ่งมี หมายเลขซีเรียล - 92) ...