Theoretical Treatment of Large Molecules and Their Interactions: Part 4 Theoretical Models of Chemical Bonding

مارسلین برتلو، شیمی‌دان فرانسوی، جمله‌ای کلاسیک و اغلب ذکر شده را مطرح کرد که ماهیت علم شیمی را آشکار می‌کند: "La Chimie cree son objet". این مطمئناً درست است زیرا بیشترین تعداد ترکیبات مولکولی توسط خود شیمیدانان به طور پیوسته سنتز شده و هستند. با این حال، شیمی کوانتومی محاسباتی مدرن به مرحله بلوغی رسیده است که به جرات می توان گفت: "La Chimie Theorique cree son objet" نیز. در واقع، شیمی نظری مدرن امروزه می‌تواند نتایج قابل اعتمادی را در مورد سیستم‌های گریزان مانند گونه‌های زنده کوتاه، واسطه‌های فعال و مولکول‌هایی ارائه دهد که شاید به دلیل یک یا آن نوع ناپایداری هرگز سنتز نشوند. این می تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد ماهیت حالت های گذار، مسیرهای واکنش و غیره به دست آورد. علاوه بر این، شیمی محاسباتی جزئیاتی از ساختار الکترونیکی و هندسی مولکول ها را ارائه می دهد که در بررسی های تجربی پنهان می مانند. از این رو، نتیجه می‌شود که تکنیک‌های عددی قدرتمند دامنه شیمی کلاسیک را به طور قابل‌توجهی گسترش داده‌اند. از سوی دیگر، شیمی کوانتومی تفسیری یک چارچوب مفهومی ارائه کرده است که عقلانی کردن و درک داده‌های دقیق ارائه شده توسط آزمایش یا تئوری را ممکن می‌سازد. این مدلسازی است که بینشی نافذ از پدیده های شیمیایی می دهد و نظمی را در نتایج آزمایشی خام ارائه می دهد که در غیر این صورت فقط فهرست بزرگی از حقایق نامرتبط را نشان می دهد.

The French chemist Marcelin Berthelot put forward a classical and by now an often cited sentence revealing the quintessence of the chemical science: "La Chimie cree son objet". This is certainly true because the largest number of molecular compounds were and are continuously synthesized by chemists themselves. However, modern computational quantum chemistry has reached a state of maturity that one can safely say: "La Chimie Theorique cree son objet" as well. Indeed, modern theoretical chemistry is able today to provide reliable results on elusive systems such as short living species, reactive intermediates and molecules which will perhaps never be synthesized because of one or another type of instability. It is capable of yielding precious information on the nature of the transition states, reaction paths etc. Additionally, computational chemistry gives some details of the electronic and geometric structure of molecules which remain hidden in experimental examinations. Hence, it follows that powerful numerical techniques have substantially enlarged the domain of classical chemistry. On the other hand, interpretive quantum chemistry has provided a conceptual framework which enabled rationalization and understanding of the precise data offered either by experiment or theory. It is modelling which gives a penetrating insight into the chemical phenomena and provides order in raw experimental results which would otherwise represent just a large catalogue of unrelated facts.