Gráfico molecular - Molecular graph

Estrutura molecular da cafeína .

Na teoria química dos gráficos e na química matemática , um gráfico molecular ou gráfico químico é uma representação da fórmula estrutural de um composto químico em termos de teoria dos gráficos . Um gráfico químico é um gráfico rotulado cujos vértices correspondem aos átomos do composto e as arestas correspondem às ligações químicas . Seus vértices são rotulados com os tipos de átomos correspondentes e as arestas são rotuladas com os tipos de ligações. Para fins específicos, qualquer uma das marcações pode ser ignorada.

Um gráfico molecular empobrecido de hidrogênio ou um gráfico molecular suprimido de hidrogênio é o gráfico molecular com vértices de hidrogênio deletados.

Em alguns casos importantes ( cálculo de índice topológico etc.), a seguinte definição clássica é suficiente: um gráfico molecular é um gráfico conectado e não direcionado que admite uma correspondência um-para-um com a fórmula estrutural de um composto químico em que os vértices do O gráfico corresponde aos átomos da molécula e as arestas do gráfico correspondem às ligações químicas entre esses átomos. Uma variante é representar os materiais como gráficos euclidianos infinitos , em particular, os cristais como gráficos periódicos .

História

Arthur Cayley foi provavelmente o primeiro a publicar resultados que consideram gráficos moleculares já em 1874, antes mesmo da introdução do termo " gráfico ". Para fins de enumeração de isômeros , Cayley considerou "diagramas" feitos de pontos rotulados por átomos e conectados por links em um conjunto. Ele também introduziu os termos plerograma e quenograma , que são o gráfico molecular e o gráfico molecular suprimido de hidrogênio, respectivamente. Se continuarmos a deletar átomos conectados por um único link, chegaremos a um mero kenograma , possivelmente vazio.

Danail Bonchev em seu Chemical Graph Theory traça as origens da representação de forças químicas por diagramas que podem ser chamados de "gráficos químicos" já em meados do século XVIII. No início do século 18, a noção de gravidade de Isaac Newton levou a idéias especulativas de que os átomos são mantidos juntos por algum tipo de "força gravitacional". Em particular, desde 1758 o químico escocês William Cullen em suas palestras usou o que ele chamou de "diagramas de afinidade" para representar forças supostamente existentes entre pares de moléculas em uma reação química. Em um livro de 1789 de William Higgins, diagramas semelhantes foram usados ​​para representar as forças dentro das moléculas. Esses e alguns outros diagramas contemporâneos não tinham relação com ligações químicas: a última noção foi introduzida apenas no século seguinte.

Veja também

Referências

  1. ^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2o ed. (o "Livro do Ouro") (1997). Versão corrigida online: (2006–) " gráfico molecular ". doi : 10.1351 / goldbook.MT07069
  2. ^ Aplicações químicas da topologia e da teoria do gráfico , ed. por RB King, Elsevier, 1983
  3. ^ Sunada T. (2012), Topological Crystallography --- With a View Towards Discrete Geometric Analysis --- ", Surveys and Tutorials in the Applied Mathematical Sciences, Vol. 6, Springer
  4. ^ A. Cayley, Phil. Mag. , 1874, 47, 444-446, conforme citado em NL Biggs, EK Lloyd e RJ Wilson, " Graph Theory, 1736–1936 ", Clarendon Press , Oxford, 1976; Oxford University Press , 1986, ISBN  0-19-853916-9
  5. ^ Derivado das palavras gregas πλήρης, pleres "cheio" e κενός, kenos "vazio", respectivamente.
  6. ^ Biggs, Lloyd, Wilson, p. 61
  7. ^ Danail Bonchev (1991) "Chemical Graph Theory: Introduction and Fundamentals" ISBN  0-85626-454-7