Teoretycznie wykres chemicznej w chemii matematycznej , A cząsteczkowej lub chemicznego wykres jest przedstawienie elementu konstrukcyjnego wzorze o związek chemiczny w odniesieniu do teorii wykresu . Graf molekularny to graf oznaczony, którego wierzchołki odpowiadają atomom związku, a krawędzie odpowiadają wiązaniom chemicznym . Jego wierzchołki są oznaczone odpowiednimi typami atomów, a krawędzie są oznaczone typami wiązań. Ze szczególnych powodów każdy tag można zignorować.
Istnieją grafy molekularne, w których eliminowane są wierzchołki odpowiadające wodorowi.
Wykresy molekularne mogą rozróżniać izomery strukturalne (takie jak izopentan i neopentan ), które mają ten sam wzór cząsteczkowy, ale wykresy nie są izomorficzne . W przeciwieństwie do tego, wykres molekularny normalnie nie zawiera żadnych informacji o trójwymiarowym rozmieszczeniu wiązań, a zatem nie może odróżnić izomerów cis-trans (takich jak cis i trans 2-buten ) od stereoizomerów (takich jak D- i L). - aldehyd glicerynowy ).
W niektórych ważnych przypadkach (obliczanie indeksu topologicznego itp.) wystarczy następująca klasyczna definicja: wykres molekularny jest niezorientowanym połączonym wykresem odpowiadającym wzorowi strukturalnemu związku chemicznego, tak że wierzchołki wykresu odpowiadają atomom cząsteczki i że krawędzie wykresu odpowiadają wiązaniom chemicznym między tymi atomami. Wariant polega na przedstawieniu materii w postaci nieskończonych grafów euklidesowych, w szczególności kryształów w postaci grafów okresowych.
Arthur Cayley był prawdopodobnie pierwszym, który opublikował wyniki dotyczące grafów molekularnych już w 1874 roku, jeszcze przed wprowadzeniem terminu „ graf ”. Aby wyliczyć izomery , Cayley rozważył „diagramy” składające się z punktów oznaczonych atomami i połączonych łącznikami w zespole. Następnie wprowadził terminy plerogram i kenogram, które są odpowiednio wykresem molekularnym i wykresem molekularnym z supresją wodoru. Jeśli dalej będziemy usuwać atomy połączone pojedynczym wiązaniem, dotrzemy do prostego kenogramu, być może pustego.
Danail Bonchev w swojej teorii grafów chemicznych śledzi pochodzenie reprezentacji sił chemicznych za pomocą diagramów, które można by nazwać „grafami chemicznymi” z połowy XVIII wieku. Na początku XVIII wieku, pojęcie grawitacji od Isaaca Newtona doprowadziły do spekulatywnych pomysłów, które chcą, że atomy są utrzymywane razem przez rodzaj „siły grawitacji”. W szczególności od 1758 r. szkocki chemik William Cullen w swoich wykładach używał tego, co nazwał „diagramami powinowactwa”, aby przedstawić siły, które, jak się uważa, istnieją między parami cząsteczek w reakcji chemicznej. W książce Williama Higginsa z 1789 r. podobne diagramy zostały użyte do przedstawienia sił w cząsteczkach. Te diagramy i niektórzy współcześni nie mieli żadnego związku z wiązaniami chemicznymi: to ostatnie pojęcie zostało wprowadzone dopiero w następnym stuleciu.