信息化學(xué)實驗導(dǎo)論

前言

從科學(xué)史看，科學(xué)數(shù)據(jù)的大量積累往往導(dǎo)致重大科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)。19世紀60年代，化學(xué)積累了數(shù)十種元素和上萬種化合物數(shù)據(jù)，門捷列夫（1834-1907）把這些元素按相對原子質(zhì)量大小次序排列，發(fā)現(xiàn)其化合物性質(zhì)發(fā)生周期性的變化，于1869年提出元素周期律（信息化學(xué)史上的重大里程碑），為發(fā)現(xiàn)新元素和玻爾（Niels-Ienrik David Bohr，1885-1962）建立原子模型指明了方向。20世紀30年代，人們積累了100多萬種化合物數(shù)據(jù)，結(jié)合量子化學(xué)成就，導(dǎo)致鮑林（L. Pauling，1901-1994）提出共價、電價和氧化值概念，以及d鍵、7c鍵、雜化軌道、電負性、共振結(jié)構(gòu)等概念，總結(jié)出化學(xué)鍵理論，對20世紀化學(xué)的發(fā)展起了重要作用。因此，有理由相信，當今海量化學(xué)數(shù)據(jù)的積累，也將導(dǎo)致重大化學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)（徐光憲，2001）。如果說數(shù)據(jù)挖掘是繼網(wǎng)絡(luò)之后新的經(jīng)濟增長點，生物信息學(xué)是繼IT技術(shù)之后新的投資點，那么，信息化學(xué)將會繼生物信息學(xué)之后，成為科學(xué)研究領(lǐng)域的新牽頭學(xué)科。組合化學(xué)和高通量篩選為藥物研制提供了新技術(shù)支持，同時也給信息化學(xué)的發(fā)展提供了良機。藥物設(shè)計上，信息化學(xué)至少面臨兩方面挑戰(zhàn)：①如何更好地識別與表達有機小分子的化學(xué)信息，尤其是與生物活性、毒性相關(guān)的立體結(jié)構(gòu)信息，更有效地發(fā)掘構(gòu)效關(guān)系、選出類先導(dǎo)（1eadlike）或類藥（druglike）結(jié)構(gòu)，將其用作配體進行組合化學(xué)衍生與高通量篩選；②開放式研究機制，包括采用開源軟件與建設(shè)公共數(shù)據(jù)庫。藥物與受體相互作用過程，首先是分子識別問題。人類若想延長生命，就要奇跡般地控制人體組織中的分子，但弄清這個問題比控制分子更重要。計算機技術(shù)是目前信息化學(xué)的基本實驗工具，原屬于計算機專業(yè)理論領(lǐng)域的諸多抽象概念和先進模型已成為實用的計算機應(yīng)用技術(shù)，并成為與生物、化學(xué)和藥學(xué)等領(lǐng)域相互交叉、影響和促進的高新技術(shù)增長點和前沿應(yīng)用領(lǐng)域。當前，信息化學(xué)在國內(nèi)外的發(fā)展基本上都處于起步階段，各國所擁有的條件也大體相同。在條件具備的大學(xué)里建立信息化學(xué)專業(yè)或化學(xué)系開設(shè)信息化學(xué)課，培養(yǎng)跨學(xué)科的專業(yè)技術(shù)人才，以滿足我國將出現(xiàn)的對信息化學(xué)專業(yè)人才不斷增長的就業(yè)市場需求。通過對化學(xué)實驗數(shù)據(jù)（包括計算化學(xué)數(shù)據(jù)）的獲取、加工、存儲、檢索與分析，進而揭示數(shù)據(jù)所蘊含的化學(xué)意義?；瘜W(xué)信息已然深入到化學(xué)、化工的方方面面，超分子化學(xué)、蛋白質(zhì)工程、藥物化學(xué)、綠色化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、腦化學(xué)、材料化學(xué)為信息化學(xué)提供了蓬勃發(fā)展的契機，創(chuàng)造了施展身手的空間。

內(nèi)容概要

信息化學(xué)學(xué)科的建立得益于化學(xué)數(shù)據(jù)的長期積累與近代數(shù)學(xué)的進步以及計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，利用計算機網(wǎng)絡(luò)整合化學(xué)數(shù)據(jù)庫資源與CPU計算資源，旨在探索與揭示化學(xué)現(xiàn)象傳遞出的復(fù)雜性信息。信息化學(xué)實驗技術(shù)包括系統(tǒng)分析與設(shè)計，J2SE、XML與J2EE編程，網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫設(shè)計，數(shù)據(jù)倉庫及其挖掘技術(shù)和并網(wǎng)集群計算等。本書涉及的信息化學(xué)實驗有化學(xué)模擬計算、化學(xué)結(jié)構(gòu)可視化編程、化學(xué)數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)及分子動漫與高分子信息化學(xué)實踐。21世紀，化學(xué)的諸多領(lǐng)域，如生命工程、藥物開發(fā)、綠色農(nóng)藥、環(huán)境化學(xué)、腦科學(xué)、碳計算機化學(xué)合成與材料分子工程等，會因為信息化學(xué)的參與而多姿多彩。    本書可供高等學(xué)校化學(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)使用，也可供從事與化學(xué)研發(fā)有關(guān)的IT人士參考。

書籍目錄

前言引言  化學(xué)現(xiàn)象傳遞的復(fù)雜性信息技術(shù)篇　第1章  系統(tǒng)分析與設(shè)計　第2章  Java編程語言　第3章  網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器操作系統(tǒng)　第4章  可擴展標記語言：XML　第5章  J2EE網(wǎng)絡(luò)框架　第6章  數(shù)據(jù)庫技術(shù)　第7章  數(shù)據(jù)倉庫及其挖掘技術(shù)　第8章  集群計算實踐篇　第9章  計算化學(xué)　第10章  化學(xué)結(jié)構(gòu)可視化編碼技術(shù)　第11章  化學(xué)數(shù)據(jù)挖掘　第12章  分子動漫與高分子信息化學(xué)實驗進展主要參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：純度是化學(xué)家追求的目標之一，然而不純所造成的復(fù)雜性卻為實際應(yīng)用帶來了廣闊前景。半導(dǎo)體及1986年以來的高溫超導(dǎo)體都是在純度上做文章，由于不純“連續(xù)”變化，有可能在性能上出現(xiàn)新的“大起大落”。這樣一來，在新材料開發(fā)方面，不純比純更成為研究的方向。當然，問題不是盲目地撞大運，而是能有效地控制“雜質(zhì)”，半導(dǎo)體（包括導(dǎo)電高分子）的歷史說明了這點。事實上，過去的材料從金屬材料、無機材料到有機高分子材料及其復(fù)合材料，都是在技術(shù)上改進質(zhì)量控制和生產(chǎn)過程控制，距離“科學(xué)”很遠。材料科學(xué)與技術(shù)取得發(fā)展并成為獨立學(xué)科后，為實現(xiàn)某項技術(shù)要求的材料功能，將有關(guān)組分按一定比例與方式組合。在各組分功能已知的情況下，新功能的實現(xiàn)就僅是這些組分的合理配伍了。在這個領(lǐng)域中，配方的設(shè)計對于復(fù)合材料性能產(chǎn)生巨大影響，成為信息化學(xué)與分子工程學(xué)研究的一項內(nèi)容（高分子反應(yīng)采用反應(yīng)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型方法模擬，高分子形態(tài)主要用Monte Carlo方法模擬）。設(shè)計具有特定優(yōu)異性能的高分子材料（如航天材料）還有相當難度，是分子設(shè)計的一個方向。環(huán)境科學(xué)向化學(xué)提出的基本問題，已從早期的分析監(jiān)測方法和環(huán)境治理方法轉(zhuǎn)向環(huán)境過程研究。①環(huán)境過程化學(xué)：環(huán)境化學(xué)過程的跟蹤、分析、模擬與預(yù)測。②環(huán)境生物化學(xué)：研究天、地、生物間相互作用的基本化學(xué)反應(yīng)，尤其是人和生物對外來物質(zhì)與能量所做的應(yīng)答，以及人類生活、生產(chǎn)活動對環(huán)境影響的化學(xué)評價。生態(tài)環(huán)境中，往往有種類繁多、形態(tài)復(fù)雜、性質(zhì)各異、含量極微的化學(xué)物質(zhì)。這些活性化合物間相互作用錯綜復(fù)雜，既有線性變化，又有非線性變化，或介乎于線性與非線性間的變化；既有化學(xué)變化，又有生物變化。

編輯推薦

《信息化學(xué)實驗導(dǎo)論》是由科學(xué)出版社出版的。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    信息化學(xué)實驗導(dǎo)論 PDF格式下載

---