Structure and Function

هنر شیمی درک کامل خواص ترکیبات و مواد مولکولی و توانایی تهیه ترکیبات جدید با خواص معین و مطلوب است. اساس پیشرفت، درک کامل و درک اساسی رابطه صمیمی بین ساختار و عملکرد است. خواص ترمودینامیکی (پایداری، گزینش پذیری، پتانسیل ردوکس)، واکنش پذیری (شکستن و تشکیل پیوند، کاتالیز، انتقال الکترون) و خواص الکترونیکی (طیف سنجی، مغناطیس) به ساختار یک ترکیب بستگی دارد. با این وجود، کشف ترکیبات و مواد مولکولی جدید با ویژگی‌های هیجان‌انگیز اغلب و تا حد زیادی مبتنی بر سرندیپیتی است. برای ترکیبات با خواص جدید و هیجان انگیز، تجزیه و تحلیل کامل داده های تجربی - طیف سنجی پیشرفته، مغناطیس، خواص ترمودینامیکی و/یا اطلاعات مکانیکی دقیق - همراه با محاسبات پیچیده ساختار الکترونیکی برای تفسیر نتایج و ساختار، خواص و ارتباط متقابل آنها را به طور کامل درک کنید. از این تحلیل‌ها، مدل‌ها و نظریه‌های جدیدی ممکن است پدیدار شوند و این منجر به توسعه مدل‌های کارآمد برای طراحی و تفسیر مواد جدید و آزمایش‌های مهم جدید شده است. بنابراین، فصل‌های این کتاب جنبه‌های اساسی مختلف ساختارها، دینامیک و فیزیک مولکول‌ها و مواد را توصیف می‌کنند. رویکردها، داده‌ها و مدل‌های مورد بحث شامل پیشرفت‌های نظری جدید، مطالعات محاسباتی و کارهای تجربی از شیمی مولکولی تا زیست‌شناسی و علم مواد است.

The art of chemistry is to thoroughly understand the properties of molecular compounds and materials and to be able to prepare novel compounds with p- dicted and desirable properties. The basis for progress is to fully appreciate and fundamentally understand the intimate relation between structure and function. The thermodynamic properties (stability, selectivity, redox potential), reactivities (bond breaking and formation, catalysis, electron transfer) and electronic properties (spectroscopy, magnetism) depend on the structure of a compound. Nevertheless, the discovery of novel molecular compounds and materials with exciting prop- ties is often and to a large extent based on serendipity. For compounds with novel and exciting properties, a thorough analysis of experimental data – state-of-the-art spectroscopy, magnetism, thermodynamic properties and/or detailed mechanistic information – combined with sophisticated electronic structure calculations is p- formed to interpret the results and fully understand the structure, properties and their interrelation. From these analyses, new models and theories may emerge, and this has led to the development of ef cient models for the design and interpre- tion of new materials and important new experiments. The chapters in this book therefore describe various fundamental aspects of structures, dynamics and physics of molecules and materials. The approaches, data and models discussed include new theoretical developments, computational studies and experimental work from molecular chemistry to biology and materials science.