Computational (Bilgisayarli) Kimya`nin en önemli uygulamalarindan biri. Molekül Modelleme kisaca moleküllerin 3 boyutlu yapilarini ve tepkimelerini bulmak ve göstermek icin kullanilan yöntemlerdir. Elbette ki bu bilgisayarla yapilan yöntemlerdir.

Aslinda, bizim kagit üzerinde moleküllerin yapilarini cizmemiz, mekanizmalarini göstermemiz en basit molekül modellemedir. Kagit üzerinde iki boyutlu ve de gercege pek de yakin olmayan cizimleri bir yana birakirsak, bilgisayarla Schrödinger denkleminin istenilen moleküller icin degisik yöntemlerle cözülmesi ve bunun molekülün 3 boyutlu yapisini, elektronik özelliklerini vs. aydinlatmasina, gercek moleküler modelleme diyebiliriz.

Bu modelleme icin günümüzde bir cok programlar mevcuttur. Schrödinger denkleminin farkli yaklasimlarla cözülmesi sonucu farkli programlar ortaya cikmistir diyebiliriz.

Moleküler modellemenin oldukca sik olarak kullanildigi alanlardan biri de, ilac dizaynidir. Ilaclarin etki mekanizmasinin incelenmesinde oldukca sik olarak kullanilir. Ilaclarin yanisira, vücuttaki bir cok biyokimyasal tepkimenin mekanizmalarinin aciklanmasinda, proteinlerin ve enzimlerin 3 boyutlu yapilarinin bulunmasinda da kullanilir.

Son zamanlarin oldukca gözde arastirma konularindandir ve de 1998 de Pople ve Kohn`a computational yöntemlerin ve moleküler modellemenin gelistirilmesi konusunda yaptiklari katkilardan dolayi Nobel Ödülü kazanmistir.

Rotamerler, büyük moleküllerin yan zincirlerinin en kararli, en düsük enerjili konformasyonlarina verilen isimdir. Moleküler modelleme yaparken, vakitten kazanim yapmak ve amerikayi tekrar kesfetmemek icin önceden hesaplanmis ve bilinen rotamerlerden olusan bilgi bankalari, kütüphaneler kullanilir.

Bircok farkli moleküllün rotamerlerine günümüzde ulasmak oldukca mümkün. Ama elbette ki rotamerleri hakkinda fazla bilgi bulunmayan yapilar da mevcut.

Kararlılıktan maksat daha düşük enerjili olması; anlamıştınız zaten..Ama neymiş, Amerikalı amcalar (Rutgers University, Wright and Rieman Chemistry Laboratories, Vojislava Pophristic&Lionel Goodman) düşünmüşler, taşınmışlar, hesaplamışlar ve etanın (CH₃CH₃) çapraz konformasyonunun çakışık olanından daha düşük enerjili olmasının sebebinin bize hep öğretilenin aksine sterik etkenler değil de hiperkonjugasyon olduğunu ortaya atmışlar. Peki ne yapmışlar da bu sonuca varmışlar? Yaptıkları şey özetle şu: Etanda bu enerji farkına sebep olabilecek üç temel etkileşimin (elektrostatik, hiperkonjugasyon ve exchange repulsion'ın (Pauli Dışlama İlkesi kaynaklı, elektron çiftlerinin aynı uzayı paylaşmak istememesi durumu gibi bir şeymiş ama tam bilmiyorum, bilen varsa anlatsın, öğreniriz iyi olur..) enerji üzerine etkisini tek tek teorik olarak hesaplamışlar. Sonuçta -kısa kesmek gerekirse- "exchange repulsion", elektrostatik etkileşim (C-H bağ elektronları arasındaki) ve geminal hiperkonjugasyonun var olmamaları halinde etanın enerji diyagramında ters yönde bir etki olmazken, visinal hiperkonjugasyon ortadan kaldırıldığında artık çakışık konformasyon baskın hale gelir olmuş..

İşte durum özetle budur..Bu arada unutmadan söyleyim, buradaki hiperkonjugasyon dolu C-H bağlayıcı orbitaliyle boş C-H bağa karşı orbitali arasındaki etkileşimden kaynaklanıyor. Eğer bu açıklama beni hiç doyurmadı, yok efendim ben daha ayrıntılı bilgi istiyorum, bu hesaplamaları yaparken hangi programları kullanmışlar onu da bilmek istiyorum diyorsanız buyrun: Nature 411, 565 - 568 (31 May 2001), Hyperconjugation not steric repulsion leads to the staggered structure of ethane

Bu arada şunu da merak ediyorum, böyle temel bir konuda -etanın konformasyonu- bile yorum yapamayacaksak -yapsak da yanlış çıkıyor zaten- nerede yapacaz?