分子的幾何模型的實驗驗證
在von Laue發(fā)明單晶X射線衍射技術(shù)和Bragg父子發(fā)明粉末X射線衍射技 術(shù)以前,分子幾何模型完全是一種實驗推論和假設(shè)。只有在發(fā)明X射線衍射技 術(shù)以后,才能通過實驗測量未知分子的結(jié)構(gòu),并證明分子幾何模型的正確性。目 前,X射線衍射方法仍然是測定從簡單的無機(jī)物晶體結(jié)構(gòu)到復(fù)雜的蛋白質(zhì)晶體結(jié) 構(gòu)的最重要方法之一。正因為X射線衍射技術(shù)在晶體結(jié)構(gòu)測定中的重要價值, Laue和Bragg父子分別獲得1914年和1915年的諾貝爾物理學(xué)獎。
除X射線衍射方法外,NMR方法也是測定分子結(jié)構(gòu)的重要手段,在有機(jī)化 學(xué)、生物化學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如,利用」HNMR方法可以測定有機(jī) 分子中各個氫原子所處的化學(xué)環(huán)境,推斷有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)。利用2D NMR方法 可以測定分子中原子核之間耦合的強(qiáng)弱,確定原子核之間的距離或相對位置。因 此,NMR方法已經(jīng)成為有機(jī)分子結(jié)構(gòu)解析最重要的工具,是現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)最重 要的結(jié)構(gòu)分析方法。
此外,利用3D NMR方法提供的大量實驗數(shù)據(jù),以及現(xiàn)代計算機(jī)的強(qiáng)大數(shù) 據(jù)處理能力,可以直接測定蛋白質(zhì)、核酸等復(fù)雜生物分子在溶液狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。由 于3D NMR方法不需要制備蛋白質(zhì)、核酸等復(fù)雜生物分子的晶體就能測定結(jié)構(gòu), 比單晶X射線衍射方法具有巨大的優(yōu)越性。另外,利用3D NMR方法可以直接 測定蛋白質(zhì)、核酸等生物分子處在具有生物活性的溶液狀態(tài)結(jié)構(gòu),而不是處在不 具有生物活性的結(jié)晶狀態(tài)結(jié)構(gòu),是單晶X射線衍射所無法實現(xiàn)的。目前, 3D NMR方法和單晶X射線衍射方法已經(jīng)成為測定蛋白質(zhì)、核酸等生物分子結(jié) 構(gòu)的兩種最重要方法。
綜上所述,分子幾何模型雖是對實驗現(xiàn)象的總結(jié)、近似和抽象,但已經(jīng)被現(xiàn) 代科學(xué)實驗所證實,是正確的物理模型。
