Conceptuele density functional theorie: alternatieve berekeningswijze van reactiviteitsdescriptoren en toepassingen op moleculen, vaste stoffen en biologische systemen. (FWOAL444)

Het voorgelegde project situeert zich in het domein van de Density Functional Theory [1, 2]. Deze tak van de Kwantumchemie heeft de laatste 15 jaar een steeds toenemende impact gehad op de Kwantumchemie en heeft ook de impact van de Kwantumchemie op de chemie zelf sterk doen vergroten [3, 4]. Density Functional Theory laat, via de Kohn-Sham vergelijkingen [5] enerzijds toe op steeds grotere, en veelal dus meer relevante systemen, steeds nauwkeurigere berekeningen van een breed scala aan moleculaire eigenschappen door te voeren. Anderzijds biedt het, binnen het kader van de Conceptuele DFT [6, 7, O28] de mogelijkheid om een aantal traditionele, dikwijls vaag geformuleerde, chemische concepten zoals elektronegativiteit [8], hardheid en zachtheid [9], scherp te definieren of ze te veralgemenen (bv. de frontier MO theorie via de Fukui functie [10]), om ze aldus berekenbaar te maken en aan te wenden, hetzij op zich, het zij binnen de context van principes. Hiervan is Pearson's HSAB (Harde en Zachte Zuren en Basen) [11] principe het meest bekend. Tal van experimentele gegevens, maar ook talloze resultaten van soms hoogwaardige kwantumchemische berekeningen konden aldus gerationalizeerd worden in subdomeinen van de chemie varierend van de anorganische over de organische chemie tot polymeerchemie en biochemie. Het is binnen de DFT tak van de Kwantumchemie dat de Onderzoeksgroep ALGC de laatste 15 jaar vooral actief is geweest, meer bepaald (hoewel niet uitsluitend) binnen de Conceptuele DFT waarbij zowel "concepten" (in casu reactiviteitsdescriptoren - vide infra) ontwikkeld en/of geimplementeerd werden, principes onderzocht en toepassingen verzorgd bij voorkeur, en meestal, in directe interactie met experimentatoren in de betrokken deeldomeinen van de chemie. Gezien (1°) de vorige projecten in dit domein aanleiding gaven tot een internationaal gewaardeerde output (bv. FWO projecten 1999 en 2003); (2°) het hogervermelde DFT subdomein nog steeds aan belang wint (het overzichtsartikel over conceptuele DFT dat we in mei 2003 publiceerden [O28] werd reeds meer dan 260 keer geciteerd) wensen we deze onderzoekslijn verder te zetten zij het uiteraard met nieuwe accenten zowel op het vlak van de ontwikkeling/implementatie van concepten al op het vlak van hun aanwending.

Trefwoorden:chemistry

Disciplines:Biologische wetenschappen