strukturkemi

Strukturkemi är en gren av kemin som studerar hur atomer är ordnade i molekyler och i fasta material, hur den ordnade strukturen uppstår genom bindningar och andra krafter, och hur strukturen påverkar kemiska egenskaper och reaktivitet. Man strävar efter att beskriva och förutsäga ett ämnes beteende utifrån dess atomära uppbyggnad.

För att bestämma eller föreslå struktur används experimentella tekniker såsom röntgendiffraktion (kristallografi), som ger exakt atomplacering i kristaller; kärnmagnetresonansspektroskopi (NMR) och IR/Raman-spektroskopi; samt elektronstrukturmetoder och småvinkelröntgen-spridning i vissa fall. Inom beräkningskemi används kvantkemi (DFT och ab initio metoder) och molekylär mekanik samt molekylär dynamik för att modellera strukturer och dynamik. Databaser och algoritmer används för att utvärdera struktur–aktivitet-samband.

Viktiga begrepp inom strukturkemi inkluderar molekylgeometri, bindningslängder och -vinklar, konformationer och stereokemi, chirality och symmetri, polymorfism i kristaller samt inter- och intra-molekylära interaktioner som vätebindningar.

Strukturkemi har stor betydelse inom läkemedelsdesign, katalys och materialvetenskap, inklusive polymerers struktur–egenskapsrelationer och supramolekylära system. Den kopplar ofta experimentella data med teoretiska modeller för att förstå reaktionsmekanismer och för att förutsäga nya föreningars egenskaper.

Fältet är tvärvetenskapligt och nära anknytet till organisk och oorganisk kemi, fysikalisk kemi och biokemi. Det utvecklas i takt med nya experimentella tekniker samt förbättrade beräkningsmetoder och databaser som underlättar tolkning och jämförelse av strukturer.