Программа DynVis

[Raiden]

Добрый день, уважаемее коллеги!

Хочу представить вам программу визуализации основных принципов теории активированного комплекса — Динвиз.

Программа в основном предназначена для преподавателей читающих курс химической кинетики для объяснения базовых понятий, таких как ППЭ, структура реагирующей системы и энергетического профиля. Программа имеет достаточно большие графические возможности, так что может пригодится и для работы с ППЭ в научной работе.

Программа бесплатна, скачать ее можно с сайта http://www.dynvis.narod.ru, где можно также посмотреть более подробное описание. Может быть кому-то она пригодится.

Буду признателен за любые отзывы и пожелания.

[Marxist]

Буду признателен за любые отзывы и пожелания.

Пожелание: версия для GNU/Linux.

[Raiden]

Marxist, программа написана под .NET, так что весь вопрос в сборке под Mono. Если действительно нужно, можно заняться.

[amge]

Выглядит хорошо

Присоединяюсь к пожеланию Marxist'а: версия для linux нужна, если Вы ориентируетесь не только на преподавателей, но и на исследователей-расчетчиков (среди последних linux распространен весьма широко).

Еще одно пожелание. Некоторые программы, в частности MOPAC, умеют сканировать ППЭ сразу по двум координатам. Поэтому было бы хорошо, чтобы Ваша программа умела зачитывать аутпуты таких программ (с целью визуализации).

[Darth Vasya]

версия для linux нужна, если Вы ориентируетесь не только на преподавателей, но и на исследователей-расчетчиков

По крайней мере - если под вайном не работает

[VTur]

Хочу представить вам программу визуализации основных принципов теории активированного комплекса — Динвиз.

Для студентов? Крайне неудачная теория в химфизике.

[Darth Vasya]

Крайне неудачная теория в химфизике.

Ой, а можно с Вами пофлудить о том, почему она такая неудачная? Или имеется в виду, что именно _для студентов_ неудачная?

[Raiden]

Присоединяюсь к вопросу Darth Vasya.

Я слышал много критики со стороны физиков в сторону этой теории, но вот хочется услышать критику от химика. Может есть теории лучше, которые можно использовать для описания элементарного акта, на практике?

Если действительно имелось в виду «неудачная для студентов», то программа как раз призвана решить эту проблему.

[VTur]

За химиков сказать не могу, а теория неудачная в силу исходных предпосылок: равновесие активированного комплекса с реагентами -не самое страшное, но вот как это всё происходит при постоянных P и T, в голове не укладывается. И т.д. (применение формул стат. физики при переходе от молекул к молям, применение соотношений идеального газа, ну и все последующие упрощения).

[Raiden]

Тогда, если Вам интересно мнение химика, могу сказать следующее:

1. На сегодняшний день нет теорий более полно описывающий элементарный акт химической реакции в общем случае (Есть теория академика Грибова о резонансных молекулярных состояниях, но пока на ее основе ничего конкретного посчитать нельзя. Если я ошибаюсь, буду признателен за ссылки на конкретные статьи).

2. Большинство предсказанных в рамках данной теории экспериментально проверяемые параметры прекрасно согласуются с экспериментом, что на мой позитивистский взгляд является единственным критерием адекватности теории.

Из этого вытекает, что все расчеты (в том числе и квантовые) проводимые химиками для описания реакции, существуют в рамках теории активированного комплекса.

Теория на столько проста и наглядна, при этом на столько хорошо согласуется с экспериментом, что уважаемый amge даже использует аватару на основе этой теории

[Darth Vasya]

применение формул стат. физики при переходе от молекул к молям, применение соотношений идеального газа, ну и все последующие упрощения

Ну, переход от молекул к молям делается через принцип эргодичности, в этом как раз ничего странного нет - хотя это действительно является _чрезвычайно_ деликатным моментом, который почему-то традиционно принято объяснять коряво. Но это не совсем проблема теории. Соотношения идеального газа и всё последующее - оно последующее, если его делать неправильно или вне границ его применимости, то оно, конечно же, будет неправильно, но сама теория очень даже физически правильна и всячески хороша. Разумеется, в рамках своей области применимости - т.е. для элементарного акта химической реакции на адиабатической ППЭ, достаточно гладкой в области седловой точки по сравнению с kT, - и прочие скучные подробности.

Да, момент перехода к молям часто коряво понимают.

[Darth Vasya]

Из этого вытекает, что все расчеты (в том числе и квантовые) проводимые химиками для описания реакции, существуют в рамках теории активированного комплекса.

А как же туннелирование и прочее квантование ядерного движения, как же неадиабатичность, как же переходы между ППЭ? Фолдинг белка и прочие подобные вещи с кучей мелких ПС? Вообще фазовые переходы? Реальный мир куда богаче, чем ТПС, при всех её достоинствах

[Raiden]

Реальный мир куда богаче, чем ТПС, при всех её достоинствах

ТПС, как и любая научная модель, не может учитывать все свойства объекта, что-то всегда будет находится за ее пределами. А адекватных моделей учитывающих вышеперечисленные эффекты, которыми можно пользоваться в повседневной жизни, просто нет. Пока.

Но это не может умолять достоинство теории, так как ее предсказания работают в очень большом числе случаев, и я, честно говоря, не могу представить себе, что бы ТПС не входило в курс химической кинетики для студентов в вузе.

[EvgeniX]

Из этого вытекает, что все расчеты (в том числе и квантовые) проводимые химиками для описания реакции, существуют в рамках теории активированного комплекса.

А как же туннелирование ...

Оно не везде оказывает свой эффект. Вроде как для атома водорода сильнее всего.

[Raiden]

Туннелирование, квантование и неадиаботичность проявляется для атомов легче бора, после которого эти эффекты в подавляющем большинстве случаях настолько малы, что учитывать их нет практической надобности.

Реакции с изменением спина (фотореакции и т.д.) действительно описываются сложнее. Но даже в этом случае можно построить модель в рамках ТПС, которая адекватно опишет большинство подобных реакций.

[Darth Vasya]

А адекватных моделей учитывающих вышеперечисленные эффекты, которыми можно пользоваться в повседневной жизни, просто нет.

Тут, как обычно, есть разница между "науке это неизвестно" и "мне это неизвестно" Во всех перечисленных случаях есть вполне адекватные модели. Другое дело, конечно, что они требуют чего-то большего, чем знания двух-трёх параметров ППЭ из расчёта нескольких десятков точек на пути реакции - ну так в том и смысл, иначе нам бы хватило и ТПС...

Оно не везде оказывает свой эффект. Вроде как для атома водорода сильнее всего.

Ну да - но где-то оказывает, причём определяющий.

Реакции с изменением спина (фотореакции и т.д.) действительно описываются сложнее. Но даже в этом случае можно построить модель в рамках ТПС, которая адекватно опишет большинство подобных реакций.

Ну только вот не "в рамках ТПС", всё-таки именно что "за рамками", хотя представления ТПС могут там использоваться в довольно значительной степени.

"В рамках ТПС" - это именно _элементарный акт реакции на адиабатической ППЭ (единственное число) без "шероховатостей" с амплитудой меньше kT в области границы между начальным и конечным состоянием_. Здесь можно нагенерировать примеры случаев "за рамками" просто построением отрицаний к каждому куску формулировки.

[Raiden]

Во всех перечисленных случаях есть вполне адекватные модели.

Тогда был бы очень благодарен за приведения конкретных примеров моделей, которые позволяют не только описать, но и рассчитать конкретные значения (уметь написать уравнения, не значит уметь их решать за приемлемое время).

Ну только вот не "в рамках ТПС", всё-таки именно что "за рамками", хотя представления ТПС могут там использоваться в довольно значительной степени.

Говоря «в рамках ТПС» я имел ввиду, что подобное описание возможно на основе понятий теории (извините, если данный термин оказался не слишком удачен). Конечно для описание случаев выходящих за рамки, нужно эти самые рамки расширить. В случае изменения мультиплетности такое расширение возможно, кроме того оно сравнительно просто. Но я бы не стал говорить, что после такого расширения ТПС стало качественно другой теорией. Скорее просто скорректированной.

[Darth Vasya]

которые позволяют не только описать, но и рассчитать конкретные значения

Значения чего именно? В ТПС вот понятно: значение константы/барьера. А конкретные значения чего рассчитывать в случае, например, фолдинга белка, который идёт через кучу мелких локальных минимумов?

Но я бы не стал говорить, что после такого расширения ТПС стало качественно другой теорией. Скорее просто скорректированной.

Этак мы дорасширяемся до того, что вся квантовая статфизика - это соответствующим образом расширенная ТПС Что, конечно, в известном смысле так и есть

[VTur]

Граждане, Вы спорите ни о чём.
1. Равновесия между равновесными реагентами и АК быть не может, так АК - существенно неравновесное состояние. Возьмите учебник по термодинамике, выберите нужный потенциал (исходя из макропараметров) и посмотрите условия равновесия. Правда, есть один случай - в реактор подаются с постоянной скоростью струи реагентов и отводятся продукты, если подобрать условия, то возникнет динамическое равновесие. Но описывается это равновесие на языке потоков и обобщённых сил.
2. Температуры в этой теории нет в принципе. Температура - эта мера средней кинетической энергии молекулы. Если Вы её Екин там найдёте, обязательно мне об этом скажите. Следовательно термодинамические потенциалы использовать нельзя. К тому же одно из условий равновесия - постоянная температура в каждой точке среды.
3. Движение по ППЭ в реальном пространстве невозможно, - опять таки нет кинетической энергии. Можно говорить о движении в конфигурационном пространстве, но рисовать движущиеся молекулы бессмысленно. И без кинетической энергии АК просто не образуется.
4. Самопроизвольное движение по градиенту невозможно, только против градиента. А там это происходит, и нигде в формы не входит почему.
И т.д. и т.п.
Таких аргументов тьма тьмущая. Физики бросили эту теорию где-то в 70-е годы, поняв, что ничего сделать нельзя. Далее её используют только химики.

[VTur]

2. Большинство предсказанных в рамках данной теории экспериментально проверяемые параметры прекрасно согласуются с экспериментом, что на мой позитивистский взгляд является единственным критерием адекватности теории.

Ага, а для тех, которые не подтверждают эксперимента, есть некие поправочные коэффициенты, которые ни откуда не следуют и ни как заранее не вычисляются. И с их помощью очень хорошо согласуют теорию и эксперимент.

Так вот, как раз наоборот, теорию бросили развивать, когда массовые расчеты показали, что эксперимент она не подтверждает. Почему её использует масса людей - для меня загадка. В литературе же пишут только о тех расчетах, которые согласуются с экспериментом.