molekylgrafer

Molekylgrafer är en grafisk representation av molekyler inom kemin där atomer utgör noder och kemiska bindningar utgör kanter. I en molekylgraf märks varje nod med atomslag (t.ex. C, H, O) och kanterna kan bära information om bindningens ordning (enkel, dubbel, trippel). I praktiken används ofta förenklade versioner där väteatomer utelämnas och fokus ligger på kärnan i molekylens topologi.

Inom kemisk grafteori och kemoinformatik används molekylgrafer för att analysera molekylers topologi och egenskaper. Genom att behandla molekyler som grafer kan man studera isomeri, klassificera molekyler och beräkna grafiska index såsom Wiener-index och Szeged-index samt studera spektra från närhets- eller Laplacian-matriser. Dessa koncept fungerar som beskrivande egenskaper i kvantitativ struktur-aktivitet-relationsforskning (QSAR) och i datorstödd molekyldesign.

Begränsningar finns eftersom en grafisk avbildning inte fångar tre- eller fyra-dimensionell geometri eller stereokemi. Olika konformationer kan ge samma graf och därmed lika topologiska descriptor. För mer komplexa system, särskilt inom metallorganisk kemi eller molekyler med hög stereostruktur, kan det krävas utökade modeller där atomtyper, bindningsorder och stereokonfigurationer explicit labelas eller där grafen utökas till hypergraf eller andra typer av representationsformer.