Молекулярный граф
В теории химических графов и в математической химии молекулярный граф или химический граф — это представление структурной формулы химического соединения в терминах теории графов . Химический граф — это маркированный граф , вершины которого соответствуют атомам соединения, а ребра — химическим связям . Его вершины помечены видами соответствующих атомов, а ребра — типами связей. [1] Для конкретных целей любая из маркировок может быть проигнорирована.
Молекулярный граф , обедненный водородом , или молекулярный граф с подавленным водородом — это молекулярный граф, в котором удалены вершины водорода .
В некоторых важных случаях ( вычисление топологического индекса и т. д.) достаточно следующего классического определения: молекулярный граф — это связный неориентированный граф, допускающий взаимно-однозначное соответствие со структурной формулой химического соединения, в котором вершины графа соответствуют атомам молекулы, а ребра графа соответствуют химическим связям между этими атомами. [2] Один из вариантов — представлять материалы в виде бесконечных евклидовых графов , в частности, кристаллы в виде периодических графов . [3]
История
Артур Кейли был, вероятно, первым, кто опубликовал результаты, рассматривающие молекулярные графы, еще в 1874 году, еще до введения термина « граф ». [4] Для целей перечисления изомеров Кейли рассматривал «диаграммы», составленные из точек, помеченных атомами и соединенных связями в сборку. Далее он ввел термины плерограмма и кенограмма , [5] которые являются молекулярным графом и подавленным водородом молекулярным графом соответственно. Если продолжить удалять атомы, соединенные одной связью, то получится простая кенограмма , возможно, пустая. [6]
Данаил Бончев в своей «Теории химических графов» прослеживает истоки представления химических сил диаграммами, которые можно назвать «химическими графами», еще в середине XVIII века. В начале XVIII века понятие гравитации Исаака Ньютона привело к спекулятивным идеям о том, что атомы удерживаются вместе некоей «силой тяготения». В частности, с 1758 года шотландский химик Уильям Каллен в своих лекциях использовал то, что он называл «диаграммами сродства», для представления сил, предположительно существующих между парами молекул в химической реакции. В книге Уильяма Хиггинса 1789 года аналогичные диаграммы использовались для представления сил внутри молекул. Эти и некоторые другие современные диаграммы не имели никакого отношения к химическим связям: последнее понятие было введено только в следующем столетии. [7]
Смотрите также
- Генератор химических графиков
- Упрощенная система линейного ввода молекулярных данных
- Поиск подструктуры
Ссылки
- ^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «molecular graph». doi :10.1351/goldbook.MT07069
- ^ Химические приложения топологии и теории графов , под ред. Р. Б. Кинга, Elsevier, 1983
- ^ Сунады Т. (2012), Топологическая кристаллография ---С видом на дискретный геометрический анализ---", Обзоры и руководства по прикладным математическим наукам, том 6, Springer
- ^ А. Кэли, О математической теории изомеров, Phil. Mag. , 1874, 47, 444-446, как цитируется в NL Biggs, EK Lloyd и RJ Wilson, " Graph Theory, 1736–1936 ", Clarendon Press , Oxford, 1976; Oxford University Press , 1986, ISBN 0-19-853916-9
- ^ Происходит от греческих слов πλήρης, pleres «полный» и κενός, kenos «пустой» соответственно.
- ^ Биггс, Ллойд, Уилсон, стр. 61
- ^ Данаил Бончев (1991) «Теория химических графов: Введение и основы» ISBN 0-85626-454-7
