【文档说明】计算机在化学中的应用课件.ppt,共(47)页,437.732 KB,由小橙橙上传
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计算机在化学中的应用一、序言随着电子计算机应用的不断发展与普及,各行各业对软件的要求也不断地增加。对于非计算机专业的用户来说选择与获得实用的软件将为自己的生活和工作带来便利。化学教学或科研工作者,以往常常为画出标准的各式各样的化学分子结构式及化学图形费了不少
心机。在电脑不断普及的今天,如果能用一化学软件来完成此项工作,无疑将会给学习、科研和工作带来事半功倍的效果。Chemwindow软件正是解决此问题的有力工具。••二、ChemWindow简介ChemWindow是一个能绘出各种结构和形状的化学分子结构式
及化学图形的免费软件,具有一般其它绘图软件所不具备的化学分子图形编辑功能。是SoftshellIntern.Ltd.于1989年推出的产品,最新版本是6.0版。ChemWindows软件可在相关网站下载,如在中国化学软件网(www.c
hemsoft.com.cn)及中国化学化工网(www.sinocnet.com.cn)上都能下载Chemwindow6.0标准版。••三、功能ChemWindow6.0主要有4个功能模块组成:(1)分子结构绘制,包括化学
键绘制、各种环结构绘制、化学反应机理的表示、相应文字说明、电子云表示等功能;(2)化学实验装置图绘制,包括各种接口的玻璃仪器的图形模板;(3)化工工艺流程图绘制,具有各类化工设备的示意图形库;(4)提供大量的各种复杂分子结构通用模板,直接提取应用。所有
功能模块采用丰富的工具栏选择,界面友好,使用便捷。••四、Chemwindow6.0的界面:••新安装时界面上的一些工具是没有打开的,可以根据自己的习惯定制不同的风格,方法如下:点击“view”菜单,选择其中的一项,选中的项目在菜单中用“√”显示。••但不必打开所有的选项,一、打开过多
小窗口影响速度,二、按住带有红色三角形的按钮即可看到“view”菜单中的全部按钮;另外,在文档中的空白处任意右击也可以得到这些常用的按钮。View菜单右击得到的菜单••五、菜单栏介绍视图的下拉栏为,用户可以在此调出所有的工具栏。••Analytical
的下拉栏为。以环丁烷□为例。选中□,之后选择Analytical的下拉栏的CalculateMass…,可得信息••选中□,如选择Analytical的下拉栏的FormulaCalculator,得••下拉栏第三个选项是元素周期表,点击任一元素,就会显示出该元素的原子序数、
可能存在的价态和原子量。点图中的任意按钮,将会显示出该元素同位素的情况,也可以对其进行修改。••六、实用工具介绍①键工具BondTools②环工具TemplateTools和OtherTools③反应式工具ReactionTools④轨道工具Or
bital⑤符号工具SymbolTools⑥绘图工具GraphicTools⑦文本样式工具StyleBar⑧图形工具GraphicsStyleBar⑨标准工具StandardTools⑩指挥部Commands••①键工具ChemWindow与键相关的工具
如上图,在操作时有多种方法产生化学键:鼠标单击工具栏上所需键型,在文本区单击鼠标左键将产生化学键,且新产生的键将出现在能量最低的方向;采用拉伸方式产生键,同时按住键盘Shift键则产生任意长的键,按住Ctrl键可任意改变键的方向,或选定该键,按住鼠标左键拖动也可实现;在单键
中央单击可依次产生双、三、单键;点击单键,按住Alt键并单击则产生短线双键。长链多键可按住鼠标依据右方显示的数字表示键的个数。••②环工具TemplateTools和OtherToolsTemplateTools是模板工具,从按钮中
的图形可以看出用它能画出三角形,四边形,船形等等。用法是鼠标单击工具栏上所需图形,在工作栏单击鼠标左键即可。OtherTools中的是橡皮擦工具。其中也有一些环工具,还夹杂着链工具,括号工具和一些三维结构表示方法。••③反应式工具这
里主要是反应式中常用到的箭头。④轨道工具都是现成的表示轨道的工具,用户只要轻轻一点就可以实现轨道的绘制,免去了自画自组装的麻烦。••⑤符号工具一些化学中常用的符号.有表示电子的,也有表示正负电荷的.你可以根据自己的需要选择
。••⑥绘图工具GraphicTools第一个按钮是文本工具,你可以在工作栏任意地方插入文本.很方便吧!第二个按钮是表格工具.表格的大小是一定的,你选中该工具后,在工作栏上点住鼠标左键轻拉,你拉开的区域越大,表格的数目就越多
。接下来四个都是四方形符号。第八.九个为箭头符号。而最后两个是钢笔工具,用来描绘线条。••⑦文本样式工具这个跟Word里文本样式工具基本一样,来规定字体大小,颜色,排列等。••⑧图形工具点击倒三角形按钮
得下拉条用户可以自由选择形状或线条填充的颜色,可以修改线条的粗细。••⑨标准工具用于选取绘图区中的某一范围;用于选取整体中的部分;为文字工具,用于书写分子式等,但有所区别;:键线工具,用于绘制单键,双键或其他键线在“BondTools”菜单或者右击即可看到:••
⑨标准工具:各类环状;按住键可以获得更多环状结构物质;如::按住这些工具均可得到和右击文档空白得到一样的菜单。••⑨标准工具第十个按钮是模板工具。第十一个按钮具解说功能。点击按钮之后,工作栏右边会出现:你可以根据需要选择的图案,如选择的了棉花团图案,效果如图。••⑩指挥
部是组合工具,可将两个或多个分散的图形组合成一个,方便管理。是打散图形,功能和组合工具相反,将一个组合图形打散成多个图形,方便修改。为旋转工具。分别具有垂直旋转和水平旋转功能。••点击对齐按钮后出现对话框你可以自由选择左对齐或者右对齐等等。可用来画标线
••总结在ChemWindow中,你不需要自己真正去绘制什么,因为在各个模板或工具栏里已有各种各样配件,你需要做的只是将这些配件装拼出你想要的东西。因为ChemWindow试用版里的功能单一,但如果你付费注册,将享用
到很多强大的功能。①对结构简式进行红外谱图分析②可以算出分子式中哥哥碳原子的C13位移。③可以制作有机分子三维动画,简单快捷,但文件稍大。④支持各种图谱处理(如NMR、IR、MS),可以对未知物进行预测提供了
用于立体化学的NEWMAN投影和ANGLED反应工具,可帮助绘制反应路径和绘制三维结构。••七、具体操作••1、简单有机结构式的绘制:(1)键线式的绘制:最简单的表示方法,省去所有碳原子和氢原子,用锯齿形状的角和端点表示碳原子,键线表示
碳原子的结合次序①直链烃键线式:如正戊烷的绘制:点击键线按钮,光标变成“+”形;按住鼠标左键,在文档中拖动,其中的数字表示碳原子的个数,个数为“5”时松开鼠标。••②含有支链或双键、叁键的键线式:在直链的基础上添加,如:己烷的同分异构体的绘制:①
用工具绘出4个碳的键线:②选择单键工具,将光标移到第2个碳上,出现黑色方块时点击两下,添加2个单键:用套索工具将键线移动到合适的位置,如图:••双键的绘制,以1,3—丁二烯为例:①用工具绘出4个碳的键线:②选择双键工具,将光标移到第1个C—C双键的中间,出现黑色小方块后单击,若希望另一
键线在上面,则再次点击;同理绘出另一双键。注:两化学键之间如果不特别标明化学元素,程序默认为碳元素,如果要加上化学元素,则用文字工具添加:如丙酮分子的绘制:用键线和双键绘出丙酮的结构;点击工具,将光标
移到双键的上部,出现黑色方块后单击,在光标出输入“O”,同样在单键两端输入甲基;••(2)锯架透视式用于表示两个或者两个以上碳原子的有机化合物的立体结构,所有的键线均用实线表示。如乙烷锯架透视式的绘制:①
选择单键工具,在文档中点击3下,得到一个甲基;②选中甲基,点击自由旋转工具,将其转到正放的位置③将其复制一份,选中,用垂直翻转工具将其翻转,得到一个倒放的甲基;④用单键工具为正放的甲基添加一条键,并用套索
工具将键线拖动到合适的位置,并将倒放的甲基移动到单键上,用文字工具加上氢元素H,最后同时选中全部,点击组合按钮(或按Ctrl+G键)将其组合。••(3)楔形透视式:实线表示纸平面上的键,虚线表示伸向纸后方的键,楔形表示伸向纸平面前方的键:同样以乙烷
的楔形透视式为例:①用工具绘出4个碳的键线:②选择虚线键工具,将光标移到第3个碳,按住鼠标左键拖放,绘制出表示伸向纸后方的键;③同样用楔形键绘出表示伸向纸平面前方的键,④同理绘制出另外两个键,
注意楔形将与对面的虚线键平行,最后添加氢元素后全选、组合••(4)纽曼投影式:同样以乙烷为例:在文档空白出单击右键,选择工具,即可得到一个交叉式纽曼投影,用选择工具选中,将光标移到4角的控点上,光标变成“+”时拖动鼠标将其扩大到合适的大小,最后加上氢元素,全选,组合
即可。其中,在松开鼠标之前,移向不同的方向拖动将得到不同构像的纽曼式,如:(虚线箭头表示鼠标移动的方向)••2、复杂有机结构式的绘制(1)环状分子结构式的输入:主要是利用环状工具,如输入苯环:点击工具箱中的“苯”的结构元件,可选取单双键或圆形结构,再在绘图区点击即可。若同时按
住“Shift”键作图还可调整苯环的大小;按住鼠标左键后并转动鼠标可旋转苯,常见的各种环状如:••另外在工具中提供大量的模板可直接调用,如:••(2)多种环状结构组合在一个环状结构的基础上,点击环上的结点和键上的结点得到
不同的物质:点击环上的结点,会以一根键连接另一个环;点击环上的边,则共边连接一个环。图示为••同样可以绘制出其他的稠环烃:如:蒽、茚、苯并芘:••(3)文字和结构组合①带支链的环状化合物一般先画出所需的环状结构,再将文字或基团加在相应的环状结构位置上。欲画出苯酚的结构,可先画出苯环的
结构,再用单键工具画出连接的键线,最后用文字工具添加“OH”,注意当光标在连接的地方出现黑色方块后再点击,使得整体连接得更好。••②杂环化合物即是环状有机化合物中,构成环的原子除了碳原子外还有其他原子,并具有芳香结构的物质,常见的杂原有N、O、S等;一般先绘制一个环,再点击,移
动鼠标至环状结构上的端点,等出现一个小黑方块后单击鼠标,再输入杂原子元素符号,如吡啶的结构绘制:••同理可绘制出其他杂环化合物,如:尼古丁、咖啡因、胆固醇:••综合使用上述的工具还可以结合模板中提供的一些特殊结构绘制出一些更加复杂的分子结构:如图所示••八、实战训练CH3••
[1]选择,在工作栏上点一下,得苯环[2]选择,当鼠标移动到苯环上有黑色点显示时轻拉一下鼠标,得[3]选择,在合适位置点击,输入CH3.[4]也许你还在烦恼CH3应该如何处理成烷基.你只要选中CH3,然后点击即可••NOOO••[1]选择,写出N,O,O.[
2]选择,绘出单键.[3]选择,绘出两条双键.[4]选择,绘出负号[5]把图形都放置到合适位置.••C2H5CH2CH2K1••