АКАДЕМИЯ НАУК СССР
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ИНСТИТУТ КАТАЛИЗА
ПРИМЕНЕНИЕ
ТЕОРИИ
ГРАФОВ
В ХИМИИ
Ответственные редакторы
чл. -кор. АН СССР Н. С. Зефиров,
канд. хил. наук С. И. Кучанов
НОВОСИБИРСК
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
1988
УДК 541. 124/128
Применение теории графов в химии. — Новосибирск:
Наука, 1988. В книге впервые в отечественной литературе обсуждается
применение эффективных методов теории графов в структурной
химии, химической кинетике и химической физике полимеров. На
языке теории графов удобно представляется ряд неэмпирических
и полуэмпирических методов квантовой химии, облегчается
качественное понимание взаимосвязи структуры и свойств молекул. В задачах химической кинетики графовая техника позволяет,
проводить детальный анализ стационарных и нестационарных
кинетических зависимостей, устанавливает связь кинетического
поведения и структуры механизма сложной реакции. Методы теории
графов существенно упрощают решение многих традицио-нных задач
химической физики полимеров, в частности задач, требующих
учета пространственной структуры полимера. Книга предназначена для специалистов в области структурпой
хпмпи, химической кинетики, химической физики полимеров. Рецензенты А. И. Бурштейн, В. С. Музыкантов
Π Q42<(m— 88 1/<2~87~IV © Издательство «Наука», 1988 г. ISBN 5-02-029192-7
ПРЕДИСЛОВИЕ
Методы теории графов нашли широкое применение в
современной теоретической химии.
Цель настоящей книги — отразить
состояние дел в трех областях, где эти методы применяются
достаточно активно:
— структурная химия;
— химическая кинетика;
— химическая физика полимеров. Что такое граф? Не давая строгого математического
определения, скажем, что это геометрическая схема, состоящая из
совокупности точек, соединенных линиями. Граф — это и сложная
электрическая сеть, и железные дороги страны, и план работы на
стройке. Для химика же важно, что граф — это естественное
представление молекулы, макромолекулы и схемы сложной реакции. Методы теории графов появились в XVIII в. благодаря гению
Л. Эйлера. Первой задачей этой теории считается решенная им
в 1736 г. задача «о кенигсбергских мостах». Однако долгое время
науки, естественные и гуманитарные, не проявляли интереса к
теории графов. Задачи с графами — «о коммивояжере» и «о пяти
ферзях», «о ревнивых мужьях» и «о коне Аттилы», «о Ханойской
башне» и т. д. — стали традиционным дополнением
развлекательных разделов в массовых журналах. Химия одной из первых смогла воспринять v содержательные
идеи теории графов. Химики/ по-видимому* . по - предложению Крум-
Брауна, начали рисовать символы элементов внутри кружка, а
связи между элементами изображать отрезками прямых, соединяющих
эти кружки. Молекула химического вещества стала представляться
графом с вершинами — атомами и ребрами — связями. Так был
создан классический язык структурной химии, столь привычный
и естественный в настоящее время. Возможность формализации
на его основе химических объектов (молекул) с помощью
математических объектов (графов) позволяет использовать методы теории
графов для определения числа различных изомеров.