分子模型软件-网络教学平台.DOC

计算机与应用化学 Computational Science and Applied Chemistry 林亚维 化学化工与生命科学学院化学系 章节学时分配目录 章节名称学时合 计教材与参考书目 教材： 陈明旦主编.《化学信息学》第二版，化学工业出版社，2011年 参考书目： 1 邵学广，蔡文生.《化学信息学》（第三版）.科学出版社，2013. 2 缪强.《化学信息学导论》.高等教育出版社，2001. 3 赵文元，王亦军.《计算机在化学化工中的应用技术》.科学出版 社，2004. 4 李晓霞，郭力.《Internet上的化学化工资源》. 科学出版社，2004. 更多网站 科学网/ 化学信息门户 / Web of Knowledge / /searchtips/WOKsearchtips/ 美国化学会ACS /portal/acs/corg/content /action/showPublications?display=journals PubMed数据库/pubmed 英国化学会CHEMSOC/ 中国化工信息网（Cheminfo）/ 网络教学综合平台 /eol 小木虫/ 了解重要分子模型软件ChemBio3D。 了解ChemBio3D的基本使用方法。 教学方法： 多媒体讲授式＋启发式＋讨论式＋上机练习 章节内容： 7.1 分子模型软件及其应用 7.2 如何使用分子模型软件ChemBio3D 重点与难点： 重点：分子模型软件的应用。重要分子模型软件。 难点：分子模型软件的基本使用技巧。 引言： 随着计算机性能的不断提高计算化学在化学研究中发挥着越来越重要的作用。计算化学是理论化学的一部分，其主旨是利用计算机计算解决相关的化学问题。而计算化学的前提就是利用计算机软件根据实验体系建立计算模型。本节课，我们首先介绍一些常用的分子模型软件，这种软件不仅能展示分子的3D立体图像让我们能更直观的了解微观粒子，而且能通过构建模型与后续的化学计算结构，推断出物质的物理化学性质。我们将通过本次课程了解如何使用分子模型软件并通过上机练习掌握分子模型软件ChemBio3D的基本使用方法。 教学内容： 7.1 分子模型软件及其应用 比较有名的化学三维结构显示与描绘软件有：Chem3D、 ChemCraft、GaussView等，它们都能够以线图(wire frame), 球棍(ball and stick), 空间堆积式CPK及丝带式(ribbon)等模式显示化合物的三维结构。 线式 球棍式 空间堆积式 ???图1 分子的几种3维表达形式 ??? ???GaussView是一个专门设计与高斯配套使用的软件，其主要用途有两个：构建高斯的输入文件和以图的形式显示高斯计算的结果。除了可以自己构建输入文件外，Gaussview还可读入CHEM3D，HYPERCHEM和晶体数据等诸多格式的文件。从而使其可以与诸多图形软件连用，大大拓宽了使用范围WebLab Viewer的pro版本表现生物分子和晶体结构的能力比较强。可以从下图看出： Porin Sorbate In Zeolite ChemCraft是与量子化学软件一起使用的图形用户界面程序，用于显示化学数据和准备计算任务。它主要作为Gamess(US)和Gaussian的图形用户界面而开发。 ChemBio3D同ChemBioDraw一样，是ChemBioOffice的组成部分，它能很好地同ChemBioDraw一起协同工作，ChemBioDraw上画出的二维结构式可以正确地自动转换为三维结构。它的ultra版本还包括了一个很好的半经验量子化学计算程序MOPAC 97，并能与著名的从头计算程序Gaussian连接，作为它的输入、输出界面。能够以三维的方式显示量子化学计算结果，如：分子轨道、电荷密度分布等。 7.2 如何使用分子模型软件ChemBio3D ChemBio3D主要功能： 分子构型的三维描述方法（直角坐标系方法、内坐标(z-matrix)方法） 分子三维结构的绘制：包括原子、化学键等基本绘制功能； 构型的测量：能便捷地显示体系的键长、键角、二面角等信息； 多种分子构型的3D显示方式：包括线、棒、球—棒、球堆积等；并可制作构型变化的3D动画； 具有较强的计算功能：利用程序内嵌的基于分子力学的MM2方法，可对分子构型进行动力学模拟。同时，利用内嵌的GAMESS量子化学软件包，可对分子构型进行优化，以及计算IR、Raman以及NMR等性质。其方法覆盖了经验方法、半经验方法以及不同水平的精确从头算方法。 软件主要使用方法： 了解软件界面，菜单栏说明； 设置构型默认显示方式； 结构菜单，对分子结构参数的测量以及对构型的定位和反演等对称操作； 计算菜单：