Об использовании прикладных программ

в моделировании химических процессов

Современные технологии обучения в настоящее время практически неотделимы от информационных технологий. Применение новых информационных технологий в учебном процессе позволяет направить интеллектуальный потенциал обучающихся на позитивное развитие. Компьютер – это инструмент самостоятельной проработки учебной информации, самоорганизации учения и оценивания своих достижений, а также творческого моделирования химических явлений, приборов и действующих установок, кодирования и декодирования полученных данных, решения типовых задач.

На сегодняшний день методы квантовой химии и молекулярной динамики получили широкое распространение в численном моделировании электронной и атомной структур сложных систем молекулярных, кристаллических и переходных (нано) размеров. Это связано с технологическим развитием соответствующего математического обеспечения. Сейчас в мире функционирует достаточно много современных вычислительных комплексов, реализующих методы квантовой химии и молекулярной динамики, однако, для широкого круга пользователей наиболее доступно использование этих методов обеспечивается известной квантово-химической и молекулярно-динамической программой HyperChem. Все результаты молекулярно-динамического моделирования могут быть получены с использованием различных версий этой программы. Бесплатную демонстрационную версию этой программы можно получить на сайте корпорации Hypercube (http://www.hyper.com/).

Например, если необходимо измерение длины связи, а не атом, то информация появится в строке состояния. HyperChem имеет библиотеку длин связей между атомами конкретного типа и гибридизации, что устанавливается по умолчанию. Когда информация о длине связи в библиотеке отсутствует, то HyperChem использует среднее значение ковалентных радиусов двух атомов.

Для измерения расстояния нужно изменить форму курсора на (Select) и выделить эту связь. В строке состояния появляется значение длины связи между двумя атомами, выраженное в ангстремах (Å)

При этом в меню Build становиться активным пункт Constrain bond length, который позволяет Вам установить желаемую длину связи, отличную от той, которую устанавливает Разработчик моделей программы по умолчанию.

Для того чтобы измерить угол между двумя связями нужно последовательно выделить первый, второй и третий атомы, связи между которыми и образуют угол. При этом второй атом должен находиться в вершине этого угла. Величина угла появится в строке состояния.

В меню Build становится активным пункт Constrain Bond Angle, что позволит изменить величину данного угла.

Химические редакторы обычно позволяют выполнять следующие функции:

· создавать на экране химические структурные формулы, схемы реакций, лабораторные установки;

· конструировать объемные молекулярные модели и выполнять манипуляции с ними (увеличение или уменьшение моделей, вращение и перемещение их и т.д.);

· рассчитывать энергетические и пространственные параметры системы (распределение электронной плотности, энергию и длину связей, валентные углы и т.п.);

· рассчитывать энергию молекулы в стационарном и возбужденных состояниях на основе классической механической модели осциллирующих атомов;

· рассчитывать другие молекулярные характеристики и вероятность пути прохождения химических реакций.

Общий подход к созданию интерфейса химических редакторов заключается в том, что химические формулы собираются по принципу конструктора из структурных элементов (ароматические кольца, символы химической связи, стрелки и т.п.). Для работы с химическими документами в большинстве случаев невозможно использовать только текстовые или графические редакторы общего назначения. Редактирование текстов, содержащих химическую информацию, требует использования специализированных программных инструментов.