Spartan (kimya yazılımı)

Spartan, Wavefunction'ın moleküler modelleme ve bilgisayarlı kimya uygulamasıdır. Moleküler mekanik, yarı-ampirik yöntemler, ab initio modeller, yoğunluklu fonksiyonel modeller, post Hartree-Fock  modeller, G3 (MP2) ve T1 içeren termokimyasal tarifler için kodlar içerir.

Birincil fonksiyonlar yapılar, bağıl kararlılıklar ve izole edilmiş moleküllerin diğer özellikleri hakkında bilgi sağlamaktır. Karmaşık moleküller üzerinde moleküler mekanik hesaplamaları yaygındır. Hartree-Fock yöntemi moleküler orbital hesaplamalarını içeren kuantum kimyasal hesaplamaları, özellikle de elektronik korelasyonu içeren hesaplamalar moleküler mekanikle karşılaştırıldığında daha fazla zaman alır.

Kuantum kimyasal hesaplamalar, kimyasal reaksiyonların mekanizmaları ve ürün dağılımları hakkında bilgi edinmek (doğrudan geçiş durumları üzerindeki hesaplamalarla ya da Hammond'ın varsayımına dayanarak, reaktiflerin sterik ve elektronik taleplerini modelleyerek) için de kullanılabilirler. Doğrudan geçiş durumlarının geometrileri ve genel olarak reaksiyon mekanizmaları hakkında bilgi veren nicel hesaplamalar giderek yaygınlaşırken, daha sıkı işlemlere tabi tutulacak çok büyük sistemler için nitel modellere hala ihtiyaç duyulmaktadır. Kuantum kimyasal hesaplamalar, mevcut deneysel verileri tamamlamak veya bunları tamamen değiştirmek için bilgi sağlayabilir, örneğin, nicel yapı-aktivite ilişkisi (quantitative structure-activity relationship/QSAR) için atomik yüklerin ve moleküller arası potansiyellerin analizleri için moleküler mekanik ve moleküler dinamik hesaplamalarından faydalanılır.

Spartan, moleküler şekil konformasyonu, yapı (denge ve geçiş durumu geometrisi), NMR, IR, Raman ve UV-VIS spektrumu, moleküler (ve atomik) özellikler, reaktivite ve seçiciliğin belirlenmesi için kullanılabilecek bilgisayarlı kimya metodlarını içerir.

Yazılımsal vasıflar 
Bu yazılım, moleküler mekanik, Merck Moleküler Kuvvet Alanı (Merck Molecular Force Field/MMFF), uzantılı MMFF ve SYBYL,  kuvvet alanı hesaplamaları, Yarı ampirik hesaplamalara [MNDO / MNDO (D), Austin Model 1 (AM1), PM3, Recife Model 1 (RM1) ve PM6] erişim sağlar.

 Örtük çözücü (SM8) ile kullanılabilen Hartree-Fock, kendi kendine tutarlı alan (self-consistent field /SCF) yöntemleri: 
 Sınırlı, sınırsız ve kısıtlı açık kabuk Hartree – Fock 
 Örtük çözücü (SM8) ile kullanılabilen fonksiyonel yoğunluk teorisi (DFT) yöntemleri: 
 Standart fonksiyoneller: BP, BLYP, B3LYP, EDF1, EDF2, M06,  ω97B97X-D
 Değişim İşlevselleri : HF, Slater-Dirac, Becke88, Gill96, GG99, B (EDF1), PW91 
 Korelasyon fonksiyonları : VWN,  LYP,  PW91,  P86, PZ81, PBE 
 Kombinasyon veya hibrit fonksiyoneller: B3PW91, B3LYP, B3LYP5, EDF1, EDF2, BMK 
 Truhlar grubu fonksiyonelleri: M05, M05-2X, M06, M06-L M06-2X, M06-HF 
 Head-Gordon grubu fonksiyonları: 97B97, ωB97X, 97B97X-D 
 Eşleşmiş küme yöntemleri: 
 CCSD, CCSD (T), CCSD (2), OD, OD (T), OD (2), QCCD, VOD, VOD (2), VQCCD 
 Møller - Plesset yöntemleri: 
 MP2, MP3, MP4, RI-MP2 
 Uyarılmış hâl yöntemleri: 
 Zamana bağlı yoğunluk fonksiyonel teorisi (Time-dependent density functional theory/TDDFT) 
 Konfigürasyon etkileşimi: CIS, CIS (D), QCIS (D),  kuadratik konfigürasyon etkileşimi (QCISD (T)), RI-CIS (D) 
 Kuantum kimyası bileşik yöntemleri, termokimyasal tarifler: 
 T1, G2, G3, G3 (MP2)

Görevler  
Mevcut yazılım modelleri moleküler, termodinamik, QSAR, atomik, grafiksel ve spektral özellikler sunar.

 Enerji - Belirli bir geometri için, bir molekül veya sistemin enerji ve ilgili özellikleri hakkında bilgi sağlar. Kuantum kimyasal modeller kullanılıyorsa, dalga fonksiyonu hesaplanır. 
 Denge moleküler geometrisi - En yakın yerel minimumun yerini belirler ve enerji ve ilgili özellikler hakkında bilgi sağlar. 
 Geçiş durumu geometrisi - En yakın birinci dereceden eyer noktasını (tek boyutta bir maksimum ve diğer boyutlarda minimum) tespit eder ve enerji ve ilgili özellikler hakkında bilgi sağlar. 
 Denge konformer - En düşük enerji konformasyonunu bulur. Çoğunlukla bir kuantum kimyasal model kullanılarak yapı hesaplanmadan önce gerçekleştirilir. 
 Konformer dağılımı - Düşük enerjili konformerler seçimi elde eder. Belirli bir molekülün şekillerini tanımlamak ve ortalama moleküler özelliklerin hesaplanması için bir Boltzmann dağılımı belirlemek amacıyla yaygın olarak kullanılır. 
 Konformer kütüphanesi - En düşük enerjili konformeri bulur ve bunu enerjiden bağımsız olarak moleküle erişilebilen tüm şekilleri kapsayan bir dizi konformer ile ilişkilendirir. Benzerlik analizi için kütüphaneler oluşturmak için kullanılır. 
 Enerji profili - Bir molekülü veya sistemi, her basamak için denge geometrileri sağlayan (kullanıcı tarafından belirlenen kısıtlamalara tabi) kullanıcı tanımlı bir koordinat seti boyunca basamaklandırır. 
 Benzerlik analizi - yapı veya kimyasal fonksiyona (Hidrojen bağı alıcılar-donörler, pozitif-negatif iyonlaştırıcılar, hidrofoblar, aromatikler) dayalı olarak moleküllerin (ve isteğe bağlı olarak onların konformerlerinin) benzerliğini ölçmektedir. Bir molekülün (ve isteğe bağlı olarak konformerlerinin) bir farmakoforla benzerliğini belirler.

Grafiksel kullanıcı arayüzü 
Yazılım entegre bir Grafiksel kullanıcı arayüzü içerir. Windows 7 ve 8 aygıtlarında dokunmatik ekran işlemleri destekleniyor. Moleküllerin 3D olarak oluşturulması, molekül inşa edicileri ile kolaylaştırılmıştır (organik, inorganik, peptid, nükleotit ve sübstitüent inşa edicileri dahil). 2D yapı, 2D çizim paleti bulunan organik moleküller için desteklenir. Windows sürüm arayüzü ChemDraw'a erişebilir; 9.0 ve sonraki sürümleri 2D olarak molekül oluşturmak için de kullanılabilir. Hesaplama diyalogu, görevin ve hesaplama yönteminin belirtilmesi için kullanılır. Hesaplamalardan gelen veriler diyaloglarda veya metin çıktısı olarak görüntülenir. Doğrusal regresyon dahil ek veri analizi, dahili bir elektronik tablodan mümkündür.

Ana sürüm geçmişi 
 1991 Spartan sürüm 1 Unix 
 1993 Spartan sürüm 2 Unix 
 1994 Mac Spartan Macintosh 
 1995 Spartan sürüm 3 Unix 
 1995 PC Spartan Windows 
 1996 Mac Spartan Plus Macintosh 
 1997 Spartan sürüm 4 Unix 
 1997 PC Spartan Plus, Windows 
 1999 Spartan sürüm 5 Unix 
 1999 PC Spartan Pro Windows 
 2000 Mac Spartan Pro Macintosh 
 2002 Spartan'02 Unix, Linux, Windows, Mac

Windows, Macintosh, Linux sürümleri 
 2004 Spartan'04 
 2006 Spartan'06 
 2008 Spartan'08 
 2010 Spartan'10 
 2013 Spartan'14 
 2016 Spartan'16 
 2018 Spartan'18

Ayrıca bakınız 
 Moleküler tasarım yazılımı 
 Molekül editörü 
 Moleküler mekanik modelleme yazılımlarının karşılaştırılması 
 Monte Carlo moleküler modellemesi yazılımlarının listesi 
 Kuantum kimyası bileşik yöntemler 
 Kuantum kimyası ve katı hal fiziği yazılımları listesi

Kaynakça

Dış bağlantılar 
 , Wavefunction, Inc

Hesaplamalı kimya yazılımları