Chapitre 3 : Mécanique moléculaire (MM)

Question 1

Qu’est-ce que la mécanique moléculaire?

Answer 1

C’est la modélisation moléculaire en utilisant un niveau de théorie étant de la mécanique classique, c’est-à-dire que les électrons ne sont pas pris en compte dans les calculs

Question 2

Comment la mécanique moléculaire simplifie le calcul de la surface d’énergie potentielle?

Answer 2

Permet de simplifier la chose en réduisant l’énergie à une fonction de la position nucléaire uniquement (pas d’électrons ni de nuage électronique)

Question 3

Quels sont les blocs fondamentaux en mécanique moléculaire?

Answer 3

Les atomes (les électrons non considérés)

Question 4

Qu’implique le fait que les électrons ne sont pas considérés en mécanique moléculaire?

Answer 4

Les informations de liaisons doivent être fournies explicitement (puisque c’est les électrons qui font les liaisons), les liaisons ne peuvent pas être le résultat de l’équation de Schrödinger pour les doublets liants

Question 5

D’où sont issus les informations de liaisons?

Answer 5

De paramètres expérimentaux ou de calculs faits avec un plus haut niveau de théorie (impliquant les électrons liants)

Question 6

Vrai ou Faux : En mécanique moléculaire, l’aspect quantique est ignoré.

Answer 6

Vrai: Pas d’électrons

Question 7

Comment simule-t-on les molécules en mécanique moléculaire?

Answer 7

Comme un assortiment de boules (atomes) et de ressorts (liaisons)

Question 8

Que veut-on dire par les blocs fondamentaux se comportent de façon comparable, peu importe la molécule?

Answer 8

Cela veut dire que toutes les liaisons entre les mêmes atomes dans une molécules seront de la même longueur , de même énergie de mouvement et de même vibration dans toute autre molécule. (Ex. en IR: OH entre 3600 et 3200 cm⁻¹, CH…. ) → Transférabilité de paramètres

Question 9

Qu’est-ce qu’un atome type?

Answer 9

Ce sont des groupes d’atomes qui ont de la transférabilité de paramètres (Csp³, Csp², Csp, O-carboxylate, O-Carbonyle, O-alcool, N-amine, N-énamine, …)

Question 10

Que signifie un «champ de force» (Force field)?

Answer 10

Il s’agit d’un jeu d’équations (dépendant de ce que l’on veut faire) et ses constantes (Ex. MM2, MM3, MMFF, …)

Question 11

Quelles sont les équations utilisées en mécanique moléculaire?

Answer 11

Les équations classiques de système Newtonien : Étirement et torsion des liens, interactions électrostatiques, forces de Van Der Waals, liaisons hydrogènes, etc.)

Question 12

Vrai ou Faux: On peut modéliser un processus électronique en mécanique moléculaire.

Answer 12

Faux: Aucun électrons individuels pris en compte

Question 13

En mécanique moléculaire, comment est calculer l’énergie d’un champ de force (Force field)?

Answer 13

Comme une somme de termes, chacun décrivant l’énergie nécessaire pour une perturbation particulière comprenant les termes de valence et les «cross term»

Question 14

Donner l’équation du calcul de l’énergie d’un champ de force (Eff)?

Answer 14

Eff= Estr + Ebend + Etors + Evdw + Eel + Ecross

Question 15

Qu’est-ce qu’un terme de valence?

Answer 15

Termes de l’expression qui ne décrivent qu’un seul aspect (mouvement) de la molécule : Les champ de force contiennent au moins 1 terme de valence et la plupart en ont plus de 3

Question 16

Qu’est-ce qu’un «cross term»?

Answer 16

Termes qui décrivent comment un mouvement de la molécule en affecte un autre (Ex. Stretch-bend)

Question 17

Par quoi est décrit l’étirement des liens (strech)?

Answer 17

Une équation d’un oscillateur harmonique, parfois un potentiel de Morse, rarement par un potentiel quadratique (ces deux derniers nécessite plus de paramètres) et jamais par un potentiel cubique (Voir graphique diapo 12)

Question 18

Par quoi est décrit le recourbement des liens (bending)?

Answer 18

Une équation harmonique où le point le plus stable pour un lien HCH sp³ est 109,5° (forme tétraédrique) (Voir graphique diapo 13)

Question 19

Par quoi est décrit la rotation des liens (torsion)?

Answer 19

Par un cosinus (conformations décalées et éclipsées) (Voir graphique diapo 14)

Question 20

Par quoi sont décrites les interactions de Van Der Waals?

Answer 20

Plus souvent décrites par des équations de Leonard-Jones 6-12 ou 10-12 (moins demandant au niveau informatique)

Question 21

Par quoi est décrit le terme électrostatique lorsqu’il y a lieu?

Answer 21

Par la loi des Coulomb

Question 22

Pourquoi le choix de base de données ayant servi à paramétrer la méthode est très important dans le cas de la mécanique moléculaire?

Answer 22

Puisque les constantes des équations proviennent de mesures empiriques ou de calculs

Question 23

Vrai ou Faux: Certains champ de force simplifient la complexité des calculs en omettant les atomes d’hydrogène.

Answer 23

Vrai : Utilisé dans le cas de grosses molécules biologiques, mais non recommandé pour autre molécule.

Question 24

Vrai ou Faux: le zéro d’énergie n’existe pas en mécanique moléculaire.

Answer 24

Vrai

Question 25

Les énergies calculées en mécanique moléculaire sont quel type d’énergie?

Answer 25

Des énergies conformationnelles :

• Les énergies relatives peuvent être comparées, amis pas leurs valeurs absolues (pas de définition du 0)
• Elles n’ont aucune signification physique
• Permets de comparer des conformères entre eux
• Ces énergies sont totalement différentes des énergies calculées par les autres méthodes (aucun liens entre les méthodes)

Question 26

Vrai ou Faux: Les calculs de mécanique moléculaire s’appliquent généralement bien aux structures éloignées de l’état d’équilibre (états de transition)

Answer 26

Faux: Ne s’appliquent pas biens

Question 27

De quoi dépend la performance de cette technique?

Answer 27

• De la forme des expressions énergétiques (différents terme d’énergie des champs de force)
• Des données utilisées pour la paramétrisation des constantes
• De la technique utilisée pour l’optimisation des constantes à partir des données (Comment la personne a déterminer les constantes expérimentales)
• De l’habileté de l’utilisateur à appliquer la technique d’une façon consistante envers ses forces et faiblesses (CHOIX)

Question 28

Vrai ou Faux: La capacité de faire un calcul n’est pas une garantie de sa fiabilité.

Answer 28

Vrai (souvent le calcul ne fonctionne pas)