Molekulaarlevel

Molekulaarlevel on mõiste, mida kasutatakse, kui uuritakse ainete omadusi ja protsesse nende peamise tase, kus domineerivad üksikud molekulid, nende struktuurid ja sidemed ning nendevahelised interaktsioonid. Selles tasandis määravad omadused nagu geomeetria, energia, reaktiivsus ja dünaamika molekulide sisemised omadused ning nendevahelised jõud. Molekulaarlevel on oluline nii keemias, biokeemias kui materjaliteadustes, kuna see ühendab molekulide kujunemise ja funktsiooni makroskoopiliste nähtustega.

Molekulaarleveli uurimine hõlmab laia valikut teooriat ja meetodeid. Teadmiste kogumine põhineb eksperimentidest, mis annavad teavet molekulide struktuuri ja dünaamika kohta. Näiteks röntgenkristallograafia võimaldab saada kolmemõõtmelisi struktuuripilte juba seenel või valkudel, NMR-spektroskoopia pakub teavet molekulide struktuuri ja liikumise kohta lahustes, ning kriogeense elektronmikroskoopiaga uuritakse suuremaid komplekse ja komplekse struktuure. Lisaks kasutatakse spektroskoopiat ja mikroskoopiat ning erinevaid mass-spektroskoopia ja teiste meetodite kombineerimist. Arvutuslikul tasandil hõlmavad meetodid molekulaar-dünaamika simulatsioone ja kvantkeemiat, mis aitavad modelleerida energiamaastikke, reaktsioonimehhanisme ja süsteemide käitumist ajas.

Rakendused ulatuvad ravimite otsimisest ja sihtmolekulide mõistmisest geneetiliste ja proteiiniliste protsessideni, materjalide disainini ning keemiliste ja bioloogiliste süsteemide toimimise selgitamiseni. Piirangutena on suhteline keerukus ja ajahorisontide ning suurte süsteemide poolt asendatavate energiamaaastike ülekandumine makroskoopiliste omaduste poole. Molekulaarlevel on siiski keskne lüli, mis võimaldab seostada mikroskoopilised mehhanismid makrotoimingutega.