A novel approach for description of non-covalent intermolecular interactions

Abstract

Universita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Obor modelování chemických vlastností bio- a nanostrutkur Teoretický popis nekovalentních interakcí v slabě vázaných molekulových systémech Autoreferát k disertační práci Mgr. Miroslav Rubeš Školitel: RNDr. Ota Bludský, CSc. Ústav organické chemie a biochemie AV ČR Centrum biomolekul a komplexních molekulárních systémů Praha 2010 Úvod Nekovalentní interakce hrají důležitou roli v řadě fyzikálně-chemických a biologických procesů (např. mezimolekulové interakce biomolekul, adsorpční a separační procesy, agregační jevy v supra- molekulární chemii a při katalytické aktivitě). Teoretický popis těchto interakcí na atomární úrovni vede k hlubšímu porozumění probíhajících procesů. Přesný popis nekovalentních interakcí v komplexních prostředích je stále výzvou pro současnou výpočetní chemii, jelikož relevantní molekulové modely zahrnují stovky atomů. Metody založené na funkcionálu hustoty (teorie funkcionálu hustoty, DFT) jsou nepoužívanější ab initio metody pro popis rozsáhlých molekulových systémů. Selhání standardních DFT metod při popisu nekovalentních interakcí (zejména disperze) je v literatuře dobře zdokumentováno. V posledním desetiletí bylo učiněno mnoho pokusů o vylepšení DFT tak, aby nekovalentí interakce byly popsány korektně. Výpočetně dostupné a...

Charles University in Prague Faculty of Science Department of Modeling of Chemical Properties of Bio- and Nanostructures A novel approach for description of non-covalent intermolecular interactions Dissertation Thesis Abstract Mgr. Miroslav Rubeš Supervisor: RNDr. Ota Bludský, CSc. Institute of Organic Chemistry and Biochemistry AS CR Center for Biomolecules and Complex Molecular Systems Prague 2010 Introduction Non-covalent interactions play a major role in many important physical, chemical, and biological processes that include, for instance, inter-molecular interactions between biomolecules, adsorption and separation, self-assembly in supra-molecular chemistry, and catalytic activity. To gain a deeper understanding of such processes at the atomistic level it is often necessary to investigate these systems theoretically. Due to the complex character of relevant systems, realistic models include hundreds of atoms and, thus, the computational investigation must rely on rather approximate methods. An accurate description of these systems still represents a major challenge for theoretical chemists. Methods based on density functionals (density functional theory, DFT) are currently among the most popular approaches for computational treatment of large systems. Unfortunately, the non-covalent interactions...