Kun kemiallisen yhdisteen molekyylin rakenne tunnetaan niin silloinhan kaiketi tiedetään kaikki mitä ko. yhdisteestä tarvitsee tietää. Tarkoitan että kun tunnetaan atomien ja molekyylien ominaisuudet niin yhdisteiden ominaisuudet ovat tästä tiedosta jollakin tavalla johdettavissa.
En nimittäin näe muuta vaihtoehtoa kuin että yhdisteen koostumus ja rakenne tekee siitä sen mitä se on. Atomien ominaisuuksien perusteella määräytynee molekyylin rakenne ja rakenne määrää ominaisuudet. Ehkä monimutkaisella tavalla, mutta kuitenkin.
Kysynkin mitä käytännössä tarvitsisi osata ja tietää että kemiallisesta yhdisteestä voisi päätellä tai laskeskella kaikki sen kemialliset ominaisuudet kun tietää yhdisteen kemiallisen (rakenne)kaavan. Paljonko tietoa tarvittaisiin ja onko se tieto jo jossakin olemassa? Paljonko pitäisi opiskella? Mitä aiheita tai erikoistietoja pitäisi opiskella?
En nimittäin näe muuta vaihtoehtoa kuin että yhdisteen koostumus ja rakenne tekee siitä sen mitä se on. Atomien ominaisuuksien perusteella määräytynee molekyylin rakenne ja rakenne määrää ominaisuudet. Ehkä monimutkaisella tavalla, mutta kuitenkin.
Kysynkin mitä käytännössä tarvitsisi osata ja tietää että kemiallisesta yhdisteestä voisi päätellä tai laskeskella kaikki sen kemialliset ominaisuudet kun tietää yhdisteen kemiallisen (rakenne)kaavan. Paljonko tietoa tarvittaisiin ja onko se tieto jo jossakin olemassa? Paljonko pitäisi opiskella? Mitä aiheita tai erikoistietoja pitäisi opiskella?
Vastaukset 6
Vanhimmat
No joo, kuvittelisin että tuollainen on periaatteessa mahdollista, mutta käytännössä aika vaikeaa.
Otetaanpa sitten hiukan helpompi tehtävä. Mitä pitäisi osata että pystyisi atomin tai molekyylin ominaisuuksista laskemaan niiden spektriviivojen allonpituudet joita ko. atomi tai molekyyli absorboi/emittoi? Eli mitä pitäisi opiskella että voisi esim. ammoniakki-molekyylin koostumuksen ja rakenteen perusteella laskea ammoniakin erilaisten spektriviivojen aallonpituudet, lähinnä näkyvän valon alueella?
Kemiastahan ei kaikkea tiedetä, eikä koskaan varmaan tulla tietämäänkään. On olemassa lukemattomia erilaisia menetelmiä ennustaa aineen ominaisuuksia esim. rakennekaavan perusteella. Mutta ainahan sitä mukaa kun tehdään kokeellisia määrityksiä yhdisteistä, havaitaan että ne poikkeaa hieman ennusteesta. Joskus poikkeama on mitättömän pieni, joskus taas niin suuri että teoriaa joudutaan muokkaamaan/korjaamaa.
Toisin sanoen, kaikkia ei tiedetä, ja se tieto mikä tiedetään, elää ja muuttuu koko ajan, sitä mukaa kun uutta kokeellista tietoa saadaan. Kun näet kirjassa kaavan, se ei tarkoita että se on ainoa totuus ja että kaikki reaktiot noudattavat sitä kaavaa, vaan se on yleistys havaitusta ja nykyteorian mukaisesta tiedosta.
Vaikka teoriassa alkeishiukkasten käyttäytymisestä voisi johtaa suurempien kokonaisuuksien ominaisuuksia, käytännössä systeemit ovat niin monimutkaisia ettei ennustuksia aina voida tehdä luotettavasti edes tietokoneilla.
Jospa nyt ensin otettaisiin helpompi ongelma, eli yleinen kolmen kappaleen gravitaatio-ongelma. Tutustumalla tämän ratkaisuun saat paljon vinkkiä mainitsemastasi ongelmastakin.
Seuraavaksi Schrödingerin yhtälön yleinen ratkaisu kannattanee tarkistaa.
Noilla sitten miltei asia onkin pulkassa?
Enpä usko että taivaanmekaniikan kolmen kappaleen probleemalla on paljonkaan tekemistä tämän asian kanssa. Siihenhän toimii hyvin kohtuullisen yksinkertainen numeerinen ratkaisu, suuremmallekin kappaleiden määrälle, jonka olen omakohtaisestikin kokenut. Taivaanmekaniikan kolmen kapplaeen ongelman analyyttinen ratkaisu toki on vaikea.
Vaikka nykyisin on jo paljon tuollaista pitkälleopiskelleilla, niin kyllä ne tuottaa heillekkin vaikeuksia!
Toisin sanoean, jos haluaa noiden kysymysten pariin, niin pitäisi opiskella kemiaa monta vuotta Yliopistossa ennenkuin alkaa olla osaamista tuollaisiin.
Yhdisteiden ominaisuudet perustuvat aika pitkältä niiden vuorovaikutukseen kemiallisen ympäristön kanssa. Oletuksia voi totta kai tehdä miten kyseinen aine käyttäytyy esim. vedessä tai ilmassa, mutta nämä oletukset tulisi aina kokeellisesti varmistaa. Etenkin monimutkaisempien yhdisteiden osalta tämä on keskeistä, koska useat funktionaaliset ryhmät voivat yhdessä luoda ihan mielenkiintoistakin kemiaa.