Campo de fuerza (química)
En el contexto de la química y el modelado molecular , un campo de fuerza es un método computacional que se utiliza para estimar las fuerzas entre átomos dentro de moléculas y también entre moléculas. Más precisamente, el campo de fuerza se refiere a las forma funcional y de parámetros conjuntos utilizados para calcular la energía potencial de un sistema de átomos o partículas de grano grueso en la mecánica molecular , dinámica molecular , o Monte Carlo simulaciones. Los parámetros para una función energética elegida pueden derivarse de experimentos en física y química., cálculos en mecánica cuántica , o ambos. Los campos de fuerza son potenciales interatómicos y utilizan el mismo concepto que los campos de fuerza en la física clásica , con la diferencia de que los parámetros del campo de fuerza en química describen el paisaje energético, del cual las fuerzas que actúan sobre cada partícula se derivan como un gradiente de la energía potencial con respecto a las coordenadas de las partículas. [1]
Los campos de fuerza de todos los átomos proporcionan parámetros para cada tipo de átomo en un sistema, incluido el hidrógeno , mientras que los potenciales interatómicos de átomos unidos tratan a los átomos de hidrógeno y carbono en los grupos metilo y los puentes de metileno como un centro de interacción. [2] Los potenciales de grano grueso , que a menudo se utilizan en simulaciones a largo plazo de macromoléculas como proteínas , ácidos nucleicos y complejos multicomponente, sacrifican los detalles químicos por una mayor eficiencia informática. [3]
La forma funcional básica de energía potencial en mecánica molecular incluye términos enlazados para interacciones de átomos que están enlazados por enlaces covalentes y términos no enlazados (también denominados no covalentes ) que describen las fuerzas electrostáticas de largo alcance y de van der Waals . La descomposición específica de los términos depende del campo de fuerza, pero una forma general de la energía total en un campo de fuerza aditivo se puede escribir como
donde los componentes de las contribuciones covalentes y no covalentes vienen dados por las siguientes sumas:
