化學(xué)圖文設(shè)計與分子模擬計算

前言

近十年來，計算機技術(shù)在化學(xué)化工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，計算（機）化學(xué)的發(fā)展呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的喜人前景。近年來出版了不少計算機化學(xué)方面的教材和參考書，但大多側(cè)重于與數(shù)學(xué)密切相關(guān)的數(shù)值計算方法的介紹。計算機圖形接口技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得化學(xué)結(jié)構(gòu)與圖文處理變得如此方便，尤其是大型桌面化學(xué)辦公系統(tǒng)軟件ChemOffice版本的不斷更新與升級，量化模擬計算軟件功能的不斷完善，使得我們可以在計算機上輕松地完成許多以往在實驗室才能完成或要通過大量編程才能完成的工作。化學(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生的計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)是多方面的，熟悉并掌握一些常用化學(xué)軟件的使用，是其計算機應(yīng)用能力的一個重要方面，是進行畢業(yè)設(shè)計與撰寫畢業(yè)論文的重要基礎(chǔ)。此外，計算機化學(xué)模擬是近年來化學(xué)、生物及材料研究中十分活躍的領(lǐng)域，未來的化學(xué)研究很大程度上需要理論計算的輔助支撐，熟悉并掌握化學(xué)模擬計算的一般方法，對于化學(xué)工作者來說，也是一種十分必要的知識儲備。本書是為理工科院校化學(xué)化工及其相關(guān)專業(yè)高年級本科生和研究生編寫的，旨在通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步掌握化學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域常用軟件的使用技巧，具備從事科學(xué)研究的化學(xué)圖文設(shè)計能力和初步的分子模擬計算能力。本書以最新版桌面化學(xué)辦公系統(tǒng)軟件仁ChemBioOffice2008及量化計算軟件包Gaussian03為載體，以化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)－性質(zhì)－模擬計算為主線，通過大量實例和上機操作練習(xí)，詳細介紹了化學(xué)圖文設(shè)計與分子模擬計算的一般方法，使讀者對計算（機）化學(xué)及分子模擬計算有一個初步了解，為進一步的深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本書既可作為系統(tǒng)學(xué)習(xí)的教材，也可作為相關(guān)軟件的使用手冊備查，是化學(xué)工作者的重要參考書。

內(nèi)容概要

本書以著名的桌面化學(xué)辦公系統(tǒng)軟件ChemBioOffice2008和廣泛使用的量化計算軟件Gaussian03的使用為例，采用圖形界面與文字敘述相對照的方式，詳細介紹了化學(xué)圖文設(shè)計和分子模擬計算的方法。內(nèi)容包括：計算機化學(xué)及化學(xué)模擬的概念與方法；ChemSketch化學(xué)圖文繪制技巧；ChemBioDraw化學(xué)生物繪圖工具的使用方法、結(jié)構(gòu)查詢、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)計算；ChemBio3D結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建、修改、顯示與輸出的方法和技巧；ChemBio3D中量子化學(xué)接口軟件(MOPAC、Gaussian、Jaguar等)在分子模擬計算中的應(yīng)用；Gaussian03輸入文件的編制、計算作業(yè)的運行、計算結(jié)果的觀察等方法；利用GaussView4．1創(chuàng)建、設(shè)置、運行與觀察Gaussian輸入／輸出文件的方法。書中采用眾多計算實例，介紹了單點能計算、幾何優(yōu)化計算、頻率計算、高精度計算、化學(xué)反應(yīng)路徑計算、激發(fā)態(tài)的計算和溶液中的模擬等計算方法和計算結(jié)果的查看。    本書可作為化學(xué)及相關(guān)專業(yè)高年級本科生、研究生的教材和化學(xué)專業(yè)教師及有關(guān)研究人員的參考書，也可作為相關(guān)軟件的使用參考書。

書籍目錄

第1章  計算機與化學(xué)　1.1  計算機與化學(xué)　  1.1.1  計算機化學(xué)　  1.1.2  計算化學(xué)　  1.1.3  理論化學(xué)　  1.1.4  量子化學(xué)　1.2  計算機化學(xué)的發(fā)展　1.3  我國計算（機）化學(xué)的發(fā)展概況　1.4  分子模擬與量化計算簡介    1.4.1  分子模擬的意義    1.4.2  分子模擬的一般過程    1.4.3  分子模型的構(gòu)建    1.4.4  分子模擬的方法  1.5  常用化學(xué)軟件簡介    1.5.1  化學(xué)圖文設(shè)計軟件    1.5.2  計算化學(xué)與分子模擬軟件    1.5.3  化學(xué)數(shù)據(jù)庫    1.5.4  圖譜解析軟件    1.5.5  數(shù)據(jù)處理軟件    1.5.6  文獻管理軟件  1.6　計算化學(xué)應(yīng)用  1.7  計算機化學(xué)的學(xué)習(xí)方法  1.8  相關(guān)網(wǎng)站及參考書第2章  ChemSketch的使用　2.1  ChemSketch概述　  2.1.1  主要功能　  2.1.2  軟件界面  2.2  結(jié)構(gòu)模式    2.2.1  常用工具與快捷按鈕    2.2.2  基本操作    2.2.3  高級操作  　2.2.4  二維優(yōu)化　　2.2.5  三維優(yōu)化　  2.2.6  模板的應(yīng)用　  2.2.7  模板的管理　2.3  繪圖模式　  2.3.1  常用工具與快捷按鈕　  2.3.2  反應(yīng)能量圖　  2.3.3  原子軌道圖　  2.3.4  實驗裝置圖　2.4  分子性質(zhì)的預(yù)測第3章  ChemBioDraw的使用　3.1  ChemBioDraw概述　  3.1.1  版本介紹　  3.1.2  運行系統(tǒng)要求　  3.1.3  新特性　3.2  ChemBioDraw工具欄與文檔  　3.2.1  工具欄與窗口顯示　  3.2.2  文檔操作　  3.2.3  頁面設(shè)置　3.3  ChemBioDraw操作實例    3.3.1  畫丙酮分子    3.3.2  使用環(huán)工具    3.3.3  畫反應(yīng)式    3.3.4  畫中間體    3.3.5  使用碎片工具    3.3.6  畫多點配位結(jié)構(gòu)    3.3.7  費歇爾投影式    3.3.8  畫透視圖    3.3.9  畫紐曼投影式    3.3.10  使用立體化學(xué)標記    3.3.11  使用模板　3.4  結(jié)構(gòu)式的基本畫法　　……第4章 ChemBio3D的使用第5章 Gaussian的使用第6章 GaussView的使用附錄 能量單位

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　計算機與化學(xué)計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)已深入到化學(xué)研究的各個領(lǐng)域，使傳統(tǒng)化學(xué)研究的手段和方法發(fā)生了深刻的變化。如今的化學(xué)研究已由純實驗科學(xué)，演變?yōu)橄葘嶒炘儆嬎恪⑦厡嶒炦呌嬎?，直至成為先理論計算再實驗驗證、實驗研究與理論計算相結(jié)合的全新科學(xué)研究模式，逐步形成了專門研究計算機技術(shù)在化學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域中應(yīng)用的分支學(xué)科——計算機化學(xué)與化學(xué)模擬。1.1計算機與化學(xué)自20世紀80年代DOS操作系統(tǒng)問世以來，尤其是90年代中期Windows操作系統(tǒng)的誕生，加上計算機硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，整個計算機系統(tǒng)得到了空前的完善，人類社會的生活方式也發(fā)生了革命性變化，互聯(lián)網(wǎng)把整個世界連成一體，計算機不再是少數(shù)高級專門研究人員的特殊工具，已成為普通人群必不可少的工作平臺。目前，化學(xué)研究人員可以在計算機上方便地開展研究工作，從而誕生了與計算機相關(guān)的眾多化學(xué)分支學(xué)科，促進了研究手段、研究方法的不斷更新和完善，并逐步產(chǎn)生了一些新的名詞和術(shù)語，如計算機化學(xué)、計算化學(xué)、化學(xué)信息學(xué)、化學(xué)數(shù)據(jù)庫等。

編輯推薦

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