Работа знакомство с chemoffice

Работа со школьниками - Ассоциация молодых физиков Чувашской Республики

3 ChemDraw Chem3D Ultra Редактирование структурных химических формул в Все они могут быть вставлены в вашу работу для экономии времени (рис. ). .. Знакомство с программным комплексом HyperChem, который. Работа с программами ChemDraw Ultra и Chem3D Ultra. 4. Лабораторная работа Лабораторная работа №3. Знакомство с программой HyperChem. Основные направления работы ChemOffice – рисование уравнений химических реакций, формул органических веществ любой.

Первый раздел включает три пункта: Его назначение мы рассмотрим позднее. Рис Второй раздел объединяет пункты, с помощью которых можно визуализировать различные расчетные характеристики молекулярной модели. Подробно соответствующие расчетные методы компьютерной химии будут рассмотрены в последующих главах. Здесь же мы лишь опишем назначение отдельных пунктов. Пункт Solvent Accessible Surface Поверхность, доступная растворителю рис. Поверхность изображается на основании расчета методом Конолли площади, заметаемой центром пробной сферы моделирующей растворитель при ее мысленном прокатывании по поверхности исследуемой молекулы.

При этом атомы в модели молекулы представляются в виде сфер с радиусами, равными ван-дер-ваальсовским радиусам соответствующих атомов. Это окно включает следующий набор настроек: По умолчанию радиус растворителя установлен равным 1. Map Property Свойства поверхности предлагает настройки цвета отображения поверхности.

ChemDraw Chem3D Ultra 6.0

Resolution Разрешение устанавливает качество отображаемой поверхности от грубого до тонкого рис. Как видно, при низком разрешении поверхность, доступная растворителю, становится почти эллипсоидальной, тогда как при высоком разрешении она почти повторяет исходную модель молекулы. Рис Модель молекулы бутана а и поверхность, доступная растворителю с разрешением 10 б и в Пункт Connolly Molecular Surface Молекулярная поверхность Конолли предлагает аналогичные настройки.

В данном случае для построения поверхности используется другой алго- 19 ритм Конолли, в котором поверхность определяется контактом с молекулой растворителя сферой с заданной величиной вандер-ваальсовского радиуса. Для сравнения на рис приведена поверхность Конолли с разрешением 10 той же модели, что и на рис Видно, что алгоритм Конолли дает более детальную оценку поверхности.

Пункт Total Charge Density Общая плотность заряда рис. Рис Молекулярная поверхность Конолли модели бутана с разрешением 10 Рис Окно настроек позволяет задать метод расчета Calculationтип поверхности Surface Type ,ее цвет и. Пункт Total Spin Density Спиновая плотность описывает пространственное распределение разницы в плотностях между -спиновыми и -спиновыми электронами в данной точке.

Пункт Molecular Electrostatic Potential Молекулярный электростатический потенциал позволяет оценить распределение молекулярного электростатического потенциала.

Последний характеризует притяжение или отталкивание между молекулой и про- 20 тоном в данной точке. Притяжение определяется отрицательными значениями потенциала, а отталкивание положительными. Пункт Molecular Orbitalis Молекулярные орбитали позволяет показать поверхности, визуально отображающие различные стабильные электронные распределения в молекуле. Расчет их может быть проведен квантово-химическими методами. Пункт Partial Charges Частичные заряды используется для отображения частичных зарядов на атомах, вычисленных на основании квантово-химического расчета.

В последнем разделе пункта меню View приведены ссылки на таблицы с параметрами, используемыми в расчетах. Например, таблица ММ2 Atom Type Parameters содержит поля с параметрами атомов, используемыми при расчете энергии молекулы методом молекулярной механики рис. Рис Окно редактора таблиц для просмотра редактирования параметров молекулярных моделей Пункт меню Tools Инструменты рис.

В первом разделе сосредоточены пункты настройки рабочего окна программы. Галочка Show Status Bar включает отображение строки состояния. Галочка Show Movie Controller включает отображение контроллера анимации. Галочка Show Messages включает отображения поля с сообщениями.

Галочки Show Model Table включает отображения полей с различными данными измерения, группы, координаты. В следующих разделах сосредоточены пункты, позволяющие управлять отображением модели молекулы в окне редактора модели. Функции Magnify Увеличить и Reduce Уменьшить соответственно изменяют масштаб молекулы в окне визуализации.

Их действие дублируют кнопки Рис Рис Модель молекулы этилового спирта: Функция Rectify Исправить проверяет наличие в молекуле связей, согласно химическим правилам. Например, если четырехвалентный углерод содержит только две связи, будут добавлены два атома водорода. По умолчанию это делается автоматически. Функция Clean Up Structure Очистить проверяет соответствие в модели молекулы длин связей и валентных углов принятым в химии стандартным значениям.

Программа ChemDraw - online presentation

Если соответствие отсутствует например, когда молекула рисовалась вручнуюто делаются необходимые исправления в ее структуре. Функция Dock Стыковать ориентирует один фрагмент относительно другого.

Функция Overlay Покрыть покрывает один фрагмент другим с помощью атомных пар. Пункт Reflect Отразить позволяет отразить молекулу относительно заданных плоскостей или инвертировать ее относительно начала координат. Пункт Fit Model to Window Вписать модели в окно изменяет масштаб молекулы таким образом, чтобы она была полностью видна в окне визуализации.

Пункт Fit Selection to Window Вписать выделение в окно изменяет масштаб выделенной части модели Selection таким образом, чтобы она была полностью видна в окне визуализации. Пункт Fit All Frames to Window Вписать все кадры в окно изменяет масштаб всех кадров анимации таким образом, чтобы они были полностью видны в окне визуализации, Пункт меню Object Объект рис. Функция Move to Center Двигать в центр перемещает молекулу или выделение в центр окна визуализаций.

Функция Move То Двигать в Пункт Colorize Изменить цвет дает возможность изменить цвет атомов по желанию с помощью палитры. Пункт Show Serial Numbers Показать порядковые номера отображает порядковые номера атомов в модели молекулы, установленные программой. Пункт Show Solid Spheres Показать твердые сферы включает отображение атомов в виде сплошных сфер.

Пункт Show Dot Surfaces Показать точечные поверхности включает отображение атомов в виде сфер с ван-дер-ваальсовскими радиусами посредством точек рис. Для того чтобы воспользоваться ими, необходимо выделить с помощью мыши атомы, образующие нужную связь или формирующие нужный угол, и выбрать соответствующую функцию.

Результат измерения будет отображен в окне Measurements Измерения в поле Actual Фактическое. Кроме того, в поле Optimal будет отображено значение данной величины, принятое в качестве стандартного для выбранной связи или угла. При необходи- Рис Рис Отображение модели молекулы с помощью точечных сфер 24 мости изменить выделенное расстояние между атомами или угол, следует набрать с клавиатуры требуемое значение в поле Actual и нажать клавишу ввода или щелкнуть мышью в окне редактора.

Функция Break Bond Разорвать связь разрывает выделенную связь. Функция Bond Proximate Ближайшая связь создает химическую связь между двумя ближайшими атомами.

Ближайшими в программе считаются два атома, расстояние между которыми меньше, чем принятое стандартное значение! Пункт Add Centroid Добавить центровой создает атом-пустышку в центре выделенной молекулы. Эта функция удобна при моделировании координационных соединений. Функция Invert Инвертировать выполняет операцию пространственной симметрии в выбранной группе хиральных атомов. Относительное положение каждого атома в молекуле определяется набором переменных, образующих так называемую Z-матрицу молекулы.

С помощью данного пункта можно выбрать атом, который в системе отсчета Z-матрицы будет установлен в качестве начального. Пункт Define Group Определить группу позволяет сгруппировать выбранные атомы под определенным именем. Пункт меню Analyze Анализировать рис.

С помощью кнопок меню анимации возможно записать анимацию, а затем воспроизвести. Пункт Spin Torsional Angles Вращать двугранные углы вызывает операцию вращения определенных групп атомов относительно двугранного угла. Пункт Extended Huckel Surfaces Поверхности расширенного метода Хюккеля позволяет рассчитать молекулярную поверхность расширенным методом Хюккеля.

Метод Хюккеля это один из простейших полуэмпирических квантово-химических методов расчета. Вычисления с его помощью осуществляются наиболее. Следует заметить, однако, что при его использовании не следует забывать о Рис поговорке: Аналогичным образом можно отобразить распределение частичных зарядов в молекуле. Пункт Deviation from Plane Отклонение от плоскости показывает отклонения выбранных атомов от нормальной плоскости. Пункт Compute Properties Расчет свойств вызывает одноименное окно рис.

Данный пункт объединяет различные расчетные методы, представленные в пакете Chem3D. Подробнее об этом рассказывается в главах, посвященных соответствующим методам компьютерной химии. Пункты меню ММ2 Молекулярная механикаGamess, Gaussian и МОРАС предлагают мегоды расчета потенциальной энергии молекул и прочих характеристик эмпирическими, полуэмпирическими и неэмпирическими квантово-механическими методами.

Более подробную информацию вы получите из следующих глав книги. Пункт Run MM2 Job Рис Пункт Minimize Energy Минимизировать энергию запускает процесс минимизации потенциальной энергии молекулы. Молекулярная динамика активизирует молекулярно-динамический эксперимент с возможностью задания температуры, числа итераций и других параметров.

Расчет свойств открывает окно для выбора типа расчета. Контрольная панель Контрольная панель располагается в левой части экрана и имеет небольшой набор необходимых средств. Кнопка Select Tool позволяет выбрать индивидуальные атомы или связи. Кнопка осей X или Y. Кнопка Text позволяет ввести новый элемент, тип атома, формальный заряд или порядковый номер для выбранного атома молекулы, кроме того, дает возможность заменить тип выбранных атомов.

  • Программа ChemDraw
  • Научные программы

Если щелкнуть по пустому месту в окне визуализации, то будет дана возможность создать новый фрагмент, просто записав формулу, например С2Н50Н.

Окно визуализации Окно визуализации рис. Рис Внешний вид окна визуализации с открытым окном Messages 29 По краям окна располагаются кнопки вращения молекулы. Кнопка вращает всю молекулу целиком; кнопка вращает определенный выбранный угол; кнопка молекулу относительно выбранной связи. Кнопки Animation используются при создании и воспроизведении анимации.

Окно Messages Сообщенияоткрываемое кнопкой-треугольником, отображает в текстовом виде результаты измерении и вычислении.

Редактирование и анализ геометрии трехмерных моделей молекул Существует несколько способов создания трехмерной модели химического соединения.

Использование двумерной модели, созданной в одном из простых химических редакторов. При вставке в окно Chem3D структурная формула автоматически преобразуется в трехмерную модель, при этом соответствующим длинам валентных связей и углов между атомами присваиваются стандартные для данных элементов значения.

Для тех редакторов, с которыми Chem3D не поддерживает интерфейса через буфер обмена Windows, импорт модели может быть осуществлен через файл одного из стандартных химических форматов файлы с расширением.

Если щелкнуть мышью в любом месте рабочего окна, появляется поле ввода текста, в котором можно заглавными латинскими буквами набрать брутто-формулу соответствующего соединения, например СНЗ СН2 2СбН5. После нажатия клавиши ввода в рабочем окне будет создана трехмерная модель соответствующего соединения. Следует иметь в виду, что одной и той же брутто-формуле могут отвечать различные структурные изомеры, поэтому возможно, что созданная модель потребует затем дальнейшего редактирования.

Непосредственное редактирование с использованием кнопок на панели инструментов. Этот способ является основным, поскольку позволяет создать трехмерную модель любой сложной конфигурации. При нажатии одной из кнопок на панели инструментов, соответствующей одинарной наклонная чертадвойной две наклонных черты или тройной три наклонных черты связи, курсор в рабочем поле окна принимает вид перекрестья.

Для того чтобы получить трехмерную модель молекулы из двух углеродных атомов, достаточно провести черту при помощи левой клавиши мыши в рабочем поле окна. Нужное количество атомов водорода, соответствующее выбранному типу связи, будет добавлено автоматически. Для того чтобы изменить тип связи, нужно щелкнуть на кнопке на панели инструментов, соответствующей нужному типу связи, и с нажатой клавишей мыши соединить чертой два выбранных атома углерода.

В процессе редактирования возможно вращение созданной модели или отдельных ее частей в пространстве, изменение размеров отображаемой области, от- 31 ражение и перемещение.

Вращение модели в двух перпендикулярных плоскостях производится при помощи полос прокрутки в нижней и правой частях рабочей области окна. При помещении курсора в область полос прокрутки он приобретает вид ладони. Перемещая в таком состоянии курсор с нажатой левой клавишей мыши вдоль полосы прокрутки, можно вращать модель вокруг горизонтальной и вертикальной оси правая вертикальная и нижняя полосы прокрутки соответственно.

Если необходимо вращать отдельные элементы модели вокруг выбранной связи, нужно выделить нужную связь, выбрав щелчком мыши один или более нужных атомов, Выбор атомов производится при нажатой кнопке на панели инструментов. При необходимости выделить несколько атомов нужно щелкать на них, удерживая нажатой клавишу Shift, или обвести атомы рамкой с нажатой клавишей мыши.

Вращение группы атомов вокруг выделенной связи производится перемещением левой вертикальной полосы прокрутки. Выбор клавиши на панели инструментов позволяет одновременно вращать модель в двух плоскостях в произвольном направлении. Чтобы переместить в плоскости экрана группу атомов, нужно выделить их и, установив указатель курсора на один из выделенных атомов, перемещать по экрану с нажатой левой клавишей мыши. Программа допускает различные способы визуализации трехмерной модели. По умолчанию используется то представление, которое показано на рис Cylindrical bonds.

Существует много других представлений, каждое из которых пользователь может настроить по своему усмотрению. Выбор конкретного представления модели и настройка изображения производятся в окне Settings пункта меню View.

Некоторые из возможных вариантов изображения моделей показаны на рис, 1, Sticks Стержни ; в Model Display: На основе анализа характера связей и степени электроотрицательности различных атомов соединения если этих данных будет недостаточно, есть возможность воспользоваться онлайновыми базами данных Chem3D без труда воссоздаст 3D-структуру ранее неизвестного или малоизученного вещества.

Более того, программа поможет рассчитать, какие именно структурные компоненты молекулы Х особенно активны например, легко окисляются или восстанавливаютсяа значит — предугадать ее возможную биологическую роль. Как только ваша база данных ну или институтская… с различными химическими соединениями достигнет определенного размера, вполне логично встанет второй вопрос — как все это упорядочить и осуществлять в ней поиск. Здесь уже никакие средства Windows и утилиты локального поиска не помогут: Решение проблемы элементарное — прибегнуть к помощи утилиты ChemFinder, как раз и занимающейся подобным делом.

Возможности программы просто фантастические — пользователь может искать нужные данные не только по структуре или брутто-формуле вроде С8Н10но и по молекулярному весу! Естественно, вовсе не обязательно рисовать все до последнего атома какой же тогда смысл в поиске?

Распространяться о плюсах подобного подхода, думаю, нет смысла — удобно, быстро и всегда под рукой. Ну а в новой версии ChemOffice Ultra появились и продвинутые утилиты для молекулярных биологов — BioAssay Ultra своеобразный аналог ChemFinder для хранения разнообразных протоколовBioDraw Ultra 9.

Подводя итоги, можно смело сказать, что ChemOffice — универсальный комбайн для любого специалиста, так или иначе связанного с химией.