mobirise.com

Akdeniz Moleküler Modelleme ve Spektroskopi Derneği
(AMoMoSDer)

AKDENİZ MOLEKÜLER MODELLEME VE SPEKTROSKOPİ DERNEĞİ

Ülkemizde bilimsel çalışmaların istenilen seviyelere taşınması idealiyle, spektroskopi ve moleküler modelleme teknikleri kullanımın yaygınlaştırılması, bu alanlarda bilimsel çalışma yürüten araştırmacıların imkanlarının artırılması, karşılaştıkları sorunların aşılmasına katkı yapmak amacıyla ortak bir tavır geliştirilmesi, eğitim seviyelerinin yükseltilmesi ve bu alanlarda üretilen bilimsel bilginin yayınlanması gibi konuları misyon edinen bir sivil toplum kuruluşudur.

HABERLER

ICCST 2018

We are pleased to announce that the 5th International Conference on Computation for Science and Technology (ICCST 2108) will be held in Antalya, Turkey at the Hotel Su from September 23-26, 2018.

BİZİ TAKİP EDİN !

Sponsor & Reklamlar

Derneğimize katkı sağlayan değerli sponsorlarımız ve reklam verenler...

Reklam 1

Bu alana reklam verebilirsiniz.

Reklam 2

Bu alana reklam verebilirsiniz.

Reklam 3

Bu alana reklam verebilirsiniz.

Reklam 4

Bu alana reklam verebilirsiniz.

Reklam 5

Bu alana reklam verebilirsiniz.

Listemize Kayıt Olun

Dernek haber ve duyurularından anında haberdar olmak için listemize kayıt olabilirsiniz.

Spektroskopi, Modelleme ve AMoMoSDer

Spektroskopi, elektromanyetik dalgalar ile maddenin etkileşimini inceleyen deneysel bir bilim dalıdır. Etkileşim, maddelerin enerji yapılarının kuantumlu doğası nedeniyle,elektromanyetik dalgaların soğrulması, yayımı, yansıması yada saçılması gibi bir çok farklı şekilde gözlenir. Spektroskopik gözlemler kuantum fiziğinin teorisinin geliştirilmesinde merkezi bir öneme sahiptir. Max Planck’ın Siyah Cisim Işımasına, Albert Einstein’in Foto Elektrik Olaya ve Niels Bohr’un Atomik Yapıya dair kuantum teorisinin önemli açıklamaları ancak spektroskopik gözlemlerin yorumlanması ile mümkün olmuştur. Atom, molekül ve iyonların enerjetik yapısındaki seviyeler arasındaki fark elektromanyetik spektrumda hangi dalga boylarındaki fotonlarla etkileşime gireceği ile direk ilişkilidir. Spektroskopide kuantumlu enerji düzeyleri ile fotonların etkileşimi temeli rezonans (tınlaşım) konseptine dayanır. Bir kuantum sisteminde (atom, molekül, kristal, iyon vs.), kararlı iki kuantum seviyesinin enerjileri arasındakifark  ile osilasyon (salınım) yapan elektromanyetik dalgaların enerjileri aynı büyüklükte olduğu durumda rezonans meydana gelebilir ve böylece sistem bir kararlı seviyeden diğer bir kararlı seviyeye geçiş yapar. Ancak bu geçişler her kuantum seviyeleri arasında mümkün değildir. Seviyeler arasında spektroskopik bir geçişin mümkün olup olamayacağını kuantum mekaniksel seçim kuralı belirler.      


Atom, molekül ve iyonların farklı dalga boylarında kaynaklar kullanılarak spektrumları elde edilmek istenildiğinde, o sistemdeki kuantumlu enerji seviyeleri arasındaki farkın büyüklüğü hangi spektroskopik tekniğin kullanılması gerektiğini tayin eder. Günümüzde spektroskopik teknikler analitik kimyadan astrofiziğe, uzaktan algılamadan ilaç dizaynına kadar bilimin pek çok dalında malzemelerin kimyasal ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesinde yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Bu tekniklerden bazıları aşağıda sıralanmaktadır. Bu sıralama tam bir liste olmayıp belki de en yaygın kullanılan ya da en bilinen teknikler olarak düşünülebilir. Listedeki her bir spektroskopi tekniği kendi içerisinde birçok varyasyonu içermektedir. Spektroskopik teknikler ve bunların kuantumlu enerji sevileri ile etkileşimleri;

  • Moleküllerde, elektronların orbitalleri arasındaki geçişlerinin incelenmesi söz konusu olduğunda Görünür-Morötesi Bölge (UV-Vis) Soğurma ve Moleküler Floresans Yayma Spektroskopisi,
  • Moleküllerin kimyasal bağlarının titreşimsel enerji seviyeleri arasındaki geçişlerin incelenmesi söz konusu olduğunda Kızıl Ötesi (IR) Soğurma ve Raman Saçılması Spektroskopisi, 
  • Moleküllerin kimyasal bağlarının rotasyonal (dönme) enerji seviyeleri arasındaki geçişlerin incelenmesi söz konusu olduğunda Mikrodalga Soğurma Spektroskopisi,
  • Bazı atomların (H, C13, F19, Cl35) çekirdeklerindeki spin enerji seviyeleri arasındaki geçişlerin incelenmesi söz konusu olduğunda Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) Spektroskopisi,   
  • Atomik/moleküler orbitallerde eğer çiftlenmemiş elektron varsa, elektron spin enerji seviyeleri arasındaki geçişlerin incelenmesi söz konusu olduğunda Elektron Spin Rezonans (ESR) Spektroskopisi,   
  • Bir yüzeyden kopartılan elektronların incelenmesi yoluyla malzeme yüzeyinin elektronik yapısı hakkında araştırma yapılırken Auger Elektron Yayma Spektroskopisi uygun bir tekniktir.

Bu deneysel spektroskopik tekniklerin birçok alandaki analitik uygulamaları yanında fizik, kimya, astronomi ve malzeme bilimi gibi temel bilimlerin teorilerinin gelişiminde birçok olumlu katkısı olmuştur. Temel bilimlerin gelişiminde, teorik çalışmalarınönde gittiği durumlarda, önerilen teorinin deneysel kanıtlar ile desteklenmesi gerektiğinde, spektroskopik teknikler vazgeçilmez birer araç olmuştur. Bazen de yapılan bir deneysel gözlemin bilimsel açıklaması daha sonra önerilen bir teori ile mümkün olmuştur. Deneysel bir bilim dalı olan spektroskopi, maddenin yapısını ve elektromanyetik dalgalarla etkileşimini açıklamaya yönelik teorilerle sıkıca ilişkilidir.

 

Moleküler modelleme, bilgisayar ortamında, içinde kuantum teorisine dayalı hesaplamaları da içeren, atom, molekül, iyon ve kristallerin yapısal, spektroskopik, termodinamik, biyolojik, katalitik, dinamikvs. özelliklerini tayin etmede kullanılan hesaplama / simülasyon tekniklerinin bütününü ifade eder. Bu tekniklerhesaplamalı kimya ve biyoloji, ilaç dizaynı, malzeme bilimi gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulama alanı, üç atomlu (farz edelim su, H2O) bir molekülün IR spektrumunun hesaplanmasından, 50 bin atomlu bir biyolojik makro molekülün (protein) domain hareketindeki konformasyon değişiminin dinamiğinin modellenmesine kadar geniş bir yelpazeyi kapsar. 

Moleküler modelleme yapılırken genellikle moleküler sistem atomik düzeyde ele alınır. Sistemin çok fazla atom içerdiği (örneğinprotein) durumlarda, her bir atom değil, sistemde yer alan her bir amino asitteki alfa karbon atomunun hesaba katıldığı kaba taneli (Coarse-Grained) model yaklaşımı da mevcuttur.


Bir sistemdeki atomlarınçekirdeklerindeki ve elektronlarındaki yüklerin tamamının toplamı bir noktasal yükolarak ele alınıp,kütleleri ile beraber bir biri ile olan etkileşimleri bir potansiyel fonksiyonu ile modelleniyorsa buna Moleküler Mekanik yaklaşımı denir. Potansiyel fonksiyonu birkaç terimin toplamı şeklindedir. Komşu atomlararasındaki etkileşim (titreşim, bükülme ve dönme) kütle yay sistemi (kimyasal bağ) ve Lennard-Jones potansiyeli ile modellenir. Elektrostatik etkileşimler ise Coulomb potansiyeli ile modellenir. Modellerde kullanılan kimyasal bağ sabitlerinin belirlenmesinde IR ve Raman spektroskopisinden sıklıkla faydalanılır. 

Modellenen sistemdeki atomlar arasındaki etkileşimlerde çekirdeklerin ve elektronların etkisi tek tek hesaba alınıyorsa buna Kuantum Kimyası yaklaşımı denir. Kuantum kimyası hesaplamaları kendi içerisinde birçok alt yaklaşımı içerir. Hesaplama esnasında bazı ampirik veriler kullanılarak hesaplama süresinden tasarruf yapılıyorsa buna Yarı-deneysel (Semi-empirical) yaklaşım adı verilir. Hesaplamalardeneysel veri kullanılmaksızın yapılıyorsa buna Ab Inito ya da first principle (temelden) yaklaşımı olarak adlandırılabilir. Bu yaklaşımların kendi içerisinde birçok varyasyonlara sahiptir.


Modelleme teknikleri arasında Moleküler Dinamik Simülasyon önemli bir yer tutar. Bir moleküler sistemin dinamiği, Newton 2. (F=m.a) yasasının, atanan bir moleküler dinamik potansiyel fonksiyonunun vasıtasıyla, zamana göre entegrasyonunun nümerik çözümü esasına dayanır. Bu modelleme tekniği, özellikle malzeme bilimi ve biyofizik alanında, birçok problemin çözümünde yaygın şekilde kullanılmaktadır.

Yukarıda kabaca bahsedilen tüm bu spektroskopi ve moleküler modelleme teknikleri, birçok bilim dalında, araştırma yapılırken başvurulan önemli araçlardır.