En teoría de grafos químicos y en química matemática , un gráfico molecular o gráfico químico es una representación de la fórmula estructural de un compuesto químico en términos de teoría de grafos . Un gráfico químico es un gráfico etiquetado cuyos vértices corresponden a los átomos del compuesto y los bordes corresponden a enlaces químicos . Sus vértices están etiquetados con los tipos de átomos correspondientes y los bordes están etiquetados con los tipos de enlaces. [1] Para fines particulares, se puede ignorar cualquiera de las etiquetas.
Un gráfico molecular con agotamiento de hidrógeno o un gráfico molecular con hidrógeno suprimido es el gráfico molecular con los vértices de hidrógeno eliminados.
Los gráficos moleculares pueden distinguir entre isómeros estructurales , compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero gráficos no isomórficos , como el isopentano y el neopentano . Por otro lado, el gráfico molecular normalmente no contiene ninguna información sobre la disposición tridimensional de los enlaces y, por lo tanto, no puede distinguir entre isómeros geométricos (como cis y trans 2-buteno ) u otros estereoisómeros (como D- y L- gliceraldehído ).
En algunos casos importantes ( cálculo del índice topológico , etc.), la siguiente definición clásica es suficiente: el gráfico molecular está conectado sin dirección, el gráfico uno a uno corresponde a la fórmula estructural del compuesto químico, de modo que los vértices del gráfico corresponden a los átomos de la molécula y las aristas. del gráfico corresponden a enlaces químicos entre estos átomos. [2] Una variante es representar los materiales como gráficos euclidianos infinitos , en particular, los cristales como gráficos periódicos . [3]
Historia [ editar ]
Arthur Cayley fue probablemente el primero en publicar resultados que consideran gráficos moleculares ya en 1874, incluso antes de la introducción del término " gráfico ". [4] A los efectos de la enumeración de isómeros , Cayley consideró "diagramas" hechos de puntos etiquetados por átomos y conectados por enlaces en un ensamblaje. Además, introdujo los términos plerograma y kenograma , [5] que son el gráfico molecular y el gráfico molecular con supresión de hidrógeno, respectivamente. Si uno continúa eliminando átomos conectados por un solo enlace, se llega a un mero kenograma , posiblemente vacío. [6]
Danail Bonchev, en su Teoría de gráficos químicos, rastrea los orígenes de la representación de las fuerzas químicas mediante diagramas que pueden llamarse "gráficos químicos" hasta mediados del siglo XVIII. A principios del siglo XVIII, la noción de gravedad de Isaac Newton había llevado a ideas especulativas de que los átomos se mantienen unidos por algún tipo de "fuerza gravitacional". En particular, desde 1758 el químico escocés William Cullen en sus conferencias utilizó lo que llamó "diagramas de afinidad" para representar fuerzas supuestamente existentes entre pares de moléculas en una reacción química. En un libro de 1789 de William HigginsSe utilizaron diagramas similares para representar fuerzas dentro de las moléculas. Estos y algunos otros diagramas contemporáneos no tenían relación con los enlaces químicos: esta última noción se introdujo solo en el siglo siguiente. [7]
Ver también [ editar ]
Referencias [ editar ]
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida online: (2006–) " molecular graph ". ‹Ver Tfd› doi : 10.1351 / goldbook.MT07069
- ^ Aplicaciones químicas de la topología y la teoría de grafos , ed. por RB King, Elsevier, 1983
- ^ Sunada T. (2012), Cristalografía topológica --- con miras al análisis geométrico discreto --- ", Encuestas y tutoriales en las ciencias matemáticas aplicadas, vol. 6, Springer
- ^ A. Cayley, Phil. revista , 1874, 47, 444-446, citado en NL Biggs, EK Lloyd y RJ Wilson, " Graph Theory, 1736-1936 ", Clarendon Press , Oxford, 1976; Prensa de la Universidad de Oxford , 1986, ISBN 0-19-853916-9
- ^ Derivado de las palabras griegas πλήρης, pleres "lleno" y κενός, kenos "vacío", respectivamente.
- ^ Biggs, Lloyd, Wilson, p. 61
- ^ Danail Bonchev (1991) "Teoría de gráficos químicos: Introducción y fundamentos" ISBN 0-85626-454-7
