Μαθηματική χημεία

Η μαθηματική χημείαείναι τομέας της έρευνας που ασχολείται με νέες εφαρμογές των μαθηματικών στη χημεία. Πραγματεύεται κυρίως με τη μαθηματική μοντελοποίηση χημικών φαινομένων και έχει επίσης ονομαστεί -μερικές φορές- ως υπολογιστική μαθηματική χημεία, αλλά δεν πρέπει να συγχέεται με την υπολογιστική χημεία.

Οι κύριοι τομείς έρευνας στη μαθηματική χημεία περιλαμβάνουν τη χημική θεωρία γραφημάτων, η οποία ασχολείται με την τοπολογία, όπως λ.χ. η μαθηματική μελέτη του ισομερισμού και η ανάπτυξη τοπολογικών περιγραφέων ή δεικτών που βρίσκουν εφαρμογή σε ποσοτικές σχέσεις δομής-ιδιότητας και χημικές πτυχές της θεωρίας ομάδων, που βρίσκουν εφαρμογές στη στερεοχημεία και την κβαντική χημεία. Ένας άλλος σημαντικός τομέας είναι η θεωρία των μοριακών κόμβων και η τοπολογία κυκλώματος, που αμφότερες περιγράφουν την τοπολογία των διπλωμένων γραμμικών μορίων όπως π.χ. τις πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα.

Η ιστορία της προσέγγισης μπορεί να αναχθεί στον 19ο αιώνα. Ο Γκέοργκ Χέλμ δημοσίευσε τότε μια πραγματεία με τίτλο "The Principles of Mathematical Chemistry: The Energetics of Chemical Phenomena" το 1894. Μερικές από τις πιο σύγχρονες περιοδικές εκδόσεις που ειδικεύονται στον τομέα είναι στο περιοδικό MATCH Communications in Mathematical and in Computer Chemistry, που δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά το 1975, και το περιοδικό Journal of Mathematical Chemistry, που δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά το 1987. 

Το 1986 μια σειρά ετήσιων συνεδρίων MATH/CHEM/COMP που πραγματοποιούνταν στο Ντουμπρόβνικ ξεκίνησε από τον αείμνηστο ερευνητή Ante Graovac.

Τα βασικά μοντέλα για τη μαθηματική χημεία είναι το μοριακό γράφημα και ο τοπολογικός δείκτης.

Το 2005 ιδρύθηκε η Διεθνής Ακαδημία Μαθηματικής Χημείας (IAMC) στο Ντουμπρόβνικ της Κροατία από τον Μίλαν Ράντιτς. Η Ακαδημία έχει 82 μέλη από όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων έξι επιστημόνων που έχουν βραβευτεί με το Βραβείο Νόμπελ.

Βιβλιογραφία 

 * Molecular Descriptors for Chemoinformatics, by R. Todeschini and V. Consonni, Wiley-VCH, Weinheim, 2009. * Mathematical Chemistry Series, by D. Bonchev, D. H. Rouvray (Eds.), Gordon and Breach Science Publisher, Amsterdam, 2000.  * Chemical Graph Theory, by N. Trinajstic, CRC Press, Boca Raton, 1992.  * Mathematical Concepts in Organic Chemistry, by I. Gutman, O. E. Polansky, Springer-Verlag, Berlin, 1986.  * Chemical Applications of Topology and Graph Theory, ed. by R. B. King, Elsevier, 1983.  * Topological approach to the chemistry of conjugated molecules, by A. Graovac, I. Gutman, and N. Trinajstic, Lecture Notes in Chemistry, no.4, Springer-Verlag, Berlin, 1977.

Παραπομπές

Πηγές 
 N. Trinajstić, I. Gutman, Mathematical Chemistry, Croatica Chemica Acta, 75(2002), pp. 329–356.
 A. T. Balaban, Reflections about Mathematical Chemistry, Foundations of Chemistry, 7(2005), pp. 289–306.
 G. Restrepo, J. L. Villaveces, Mathematical Thinking in Chemistry, HYLE, 18(2012), pp. 3–22.
 Advances in Mathematical Chemistry and Applications. Volume 2. Basak S. C., Restrepo G.,  Villaveces J. L. (Bentham Science eBooks, 2015)

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 Journal of Mathematical Chemistry
 MATCH Communications in Mathematical and in Computer Chemistry
 International Academy of Mathematical Chemistry

Θεωρητική χημεία
Χημεία