Superkomputer: Applications

Oddziaływania międzycząsteczkowe (drugorzędowe) w przeciwieństwie do wiązań kowalencyjnych, jonowych czy metalicznych nie odznaczają się dużą energią. Występują one jednak w każdym związku chemicznym i wpływają na jego podstawowe właściwości fizyko-chemiczne, takie jak temperatura topnienia i wrzenia, gęstość, entalpie parowania i skraplania itp. Dzięki nim nawet całkowicie niepolarne cząsteczki mogą występować w stanie ciekłym i stałym.
W ostatnich latach dużą popularność zyskały wiązania halogenowe i chalkogenowe, tzn. tworzone odpowiednio przez atomy halogenów (fluorowców) i chalkogenów (tlenowców). W inżynierii kryształu wykorzystywane są w projektowaniu i syntezie uporządkowanych struktur w ciele stałym (jedno-, dwu- i trójwymiarowych), które znalazły zastosowanie w nowoczesnych materiałach funkcjonalnych, produkcji półprzewodników, ciekłych kryształów i materiałów optoelektronicznych, w katalizie i wielu innych.
Projekt obejmuje głównie związki posiadające zdolność do tworzenia dwóch różnych rodzajów tych oddziaływań, co wynika z ich budowy chemicznej (np. kwasy 2,1,3-benzoselenadiazolokarboksylowe zawierające zarówno silny donor wiązania wodorowego, jak i chalkogenowego).
W procesie badania tego typu związków wykorzystywane są obliczenia kwantowo-chemiczne, aby poznać ich budowę elektronową (rozkład gęstości elektronowej) i ocenić ich zdolność do tworzenia oddziaływań drugorzędowych, a także obliczyć i porównać energie oddziaływań międzycząsteczkowych w różnych konfiguracjach, aby mieć podstawę do przewidzenia, które z wiązań będzie dominować w krysztale. Uzyskane wyniki konfrontuje się z danymi uzyskanymi eksperymentalnie.