Kiehtovaa kemiaa tietokoneella

Molekyylimallinnus jalokaasujen kemiassa

Nykyihminen löytää jalokaasuja lähinnä vappupalloista ja valomainoksista. Lisäksi jalokaasut ovat löytäneet käyttökohteita suojakaasuina, eristeinä ja radioaktiivinen radon mm. syövän hoidossa. Normaaliolosuhteissa jalokaasut ovat värittömiä, hajuttomia, mauttomia - ja täysin reagoimattomia.

Energeettisesti täysi elektronikuori on hyvin suotuisa olotila atomille ja jalokaasuista heliumilla on kuorellaan kaksi elektronia ja muilla jalokaasuilla (neonilla, argonilla, kryptonilla, ksenonilla ja radonilla) on kahdeksan elektronia uloimmalla elektronikuorella. Jalokaasut ovat kylläisiä ja niiden ei tarvitse kemiallisten reaktioiden kautta parannella tuota tyytyväistä olotilaansa. Ne eivät halua luovuttaa tai ottaa vastaan elektroneja muodostaakseen ionista sidosta naapurin kanssa. Jalokaasut eivät myöskään halua jakaa elektroneja naapurin kanssa, jolloin muodostuisi kovalenttinen sidos ja molemmat olisivat tyytyväisiä oloonsa. Jalokaasuilla on juuri sopivasti elektroneja ja niiden on hyvä olla ylhäisessä yksinäisyydessään.

Vasemmalla tietokonemalli argonkiteestä -273 Celsiusasteessa. Oikealla tietokonemalli 10 fs ajan lämmitetystä (773 ºC) kiteestä, jossa toistuu argonin yksiatominen esiintyminen kaasutilassa ilman kemiallisten sidosten muodostumista.

Kemia tieteenä tutkii kemiallisten sidosten muodostumista ja katkeamista. Miksi sitten kemisti olisi kiinnostunut jalokaasuista, kun kerran ne jo pelkällä olemassa olollaan antavat kemisteille harmaita hiuksia? Ja mitä tällä kaikella on tekemistä molekyylimallinnuksen kanssa?

Seuraava sivu >>