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Zusammenfassung Der aktuelle Stand des Ansatzes der molekularen Oberflächen-eigenschaften (MSPA) und dessen Anwendung zur Analyse und Vorhersage von intermolekularen Wechselwirkungen, einschließlich chemischer Reaktivität, wird überprüft. Die MSPA ermöglicht die Identifizierung und Charakterisierung aller potenziellen Wechselwirkungsstellen eines Moleküls oder Nanopartikels durch die Berechnung einer oder mehrerer molekularer Eigenschaften auf einer elektronischen Isodichtungsoberfläche. Ein breites Spektrum von Wechselwirkungen kann durch drei Eigenschaften analysiert werden, die innerhalb der Kohn–Sham-Dichtefunktionaltheorie gut definiert sind. Diese sind das elektro-statische Potential, die durchschnittliche lokale Ionisierungsenergie und die lokale Elektronenanlagerungsenergie. Letztere zwei spiegeln nicht nur den elektro-statischen Beitrag zu einer chemischen Wechselwirkung wider, sondern auch die Beiträge von Polarisation und Ladungsübertragung. Es wird gezeigt, dass die MSPA eine hohe Vorhersagefähigkeit für nicht-kovalente Wechselwirkungen hat, zum Beispiel Wasserstoff- und Halogenbindungen sowie organische Substitutions- und Additionsreaktionen. Diese Ergebnisse eröffnen Anwendungen im Bereich der Wirkstoffentwicklung und der medizinischen Chemie. Die Anwendung der MSPA wurde kürzlich auf Nanopartikel und erweiterte Oberflächen von Metallen und Metalloxiden ausgeweitet. Insbesondere werden nanostrukturelle Effekte auf die katalytischen Eigenschaften edler Metalle rationalisiert. Das Potenzial der Verwendung von MSPA im rationalen Design heterogener Katalysatoren wird diskutiert.
Brinck et al. (Sun,) haben diese Frage untersucht.