科学家创新了一种测量原子的新方法

（文章来源：科技报告与资讯）

如今，当借助超级计算机设计新药物、电子设备以纳米级运行时，对于科学家而言，了解相邻分子之间如何相互作用是非常重要的。为此，他们需要以最高的精确度知道原子的大小。现代量子化学方法在这里可能会有所帮助，但是它们提供的答案不够准确，或者需要花费数月的时间才能完成。ITMO大学的科学家及其俄罗斯科学院的同事提出了一种统计分析分子间相互作用和原子大小的新方法。他们的研究成为ChemPhysChem杂志的头版。

从化学的角度来看，我们所有人都生活在一个永恒的分子间相互作用的世界中。泡茶、消化食物，所有这些都取决于特定分子相互作用的方式。问题在于现代量子化学方法不足以完全和精确地描述分子间相互作用的特征。

再说一遍，今天，对于科学家而言，了解分子间相互作用的能量非常重要。研究人员需要有关新药分子如何与生物体细胞相互作用或新半导体分子结构的精确数据。分子相互作用方式的微小变化可能会使发明非常有效或完全失效。化学家们找到了一条出路：为了确定分子间相互作用在多大程度上影响化学系统的性质，他们开始使用原子有效大小的原理，通常被称为范德华半径。这个概念意味着，如果原子彼此之间的距离比特定距离更近，那么它们之间的相互作用就很明显。否则，可以忽略。

但是，由于确定范德华半径的方法的特殊性，它们的值通常会小10-15％。结果，错误进入了化学系统的分析之中，许多相互作用被忽略了。ITMO大学的一个科学家团队与Nesmeyanov有机化合物研究所的专家合作，提出了一种新的统计分析方法，可以更好地确定原子的大小。

“您通常如何计算原子的有效尺寸？” 文章的作者之一伊万·切尔尼绍夫（Ivan Chernyshov）说：“好吧，我们有两个原子之间所有可能相互作用的数据。如果我们绘制一个原子间距离分布图，基于相互作用的分析我们将能够得到一个平均距离，因此，我们无法从图形中获得最准确的距离，而是获得一个近似值。我们通过提出一种方法来解决了偶然接触的问题，从而成功地解决了这个问题。在两个原子的中心之间的“连线”上没有其他筛选原子的相互作用。”

尽管从量子化学领域解决这种极其复杂的任务的方法非常简单，但它仍可以获取足够精确的数据，这对于评估原子和分子的大小以及分子间相互作用的方式至关重要，这在分子动力学中非常重要。

切尔尼绍夫先生说：“如今，科学家们正在积极研究生物体内药物与蛋白质之间的相互作用。您有一个好的分子已经显示出其效率，但是需要通过放大与活性中心的键来改善它。为此，您需要获取这些原子的有效尺寸的数据，并查看结构中的哪些相互作用迄今为止，所使用的值是凭经验确定的，没有具体的物理意义，我们的方法将有可能显着提高这种计算的精度，特别是对于那些具有尚未研究。”
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