计算机在化学中的应用

1、课程总结计算机在化学中的应用随着计算机技术的迅猛发展和日益普及,计算机的应用已渗透到各个领域,并且在学校教育中发挥着越来越大的作用.计算机技术的迅猛发展对各学科的发展给予了深刻的影响。随着各学科之间的交叉渗透和相互影响，计算机技术在其它学科领域中的应用也已经构成各具特点的独立学科。化学学科中复杂计算对强大计算能力的依赖性，海量化学信息对存储和管理能力的高要求，化学反应的复杂性和微观性对虚拟现实的需求，化工过程对自动化的需求等等都要求化学工作者掌握现代计算机技术，特别是计算机在化学中的特殊应用技术。在这种形势下，驾驭计算机的能力已经成为衡量包括化学工作者在内的科技人员能力的重要尺度之一。这学期，

2、我们主要学习了计算机文献检索、化学编辑排版、实验数据的图形化处理、绘制化学化工图形以及Office系列软件在化学化工及论文编辑中的应用。我从中学到了不少的实用性内容，在此衷心地感谢老师的耐心指导，下面我将对本课程所学的内容作一个简短的总结。一、计算机文献检索利用计算机检索化学文献主要有Internet搜索引擎的使用和化学化工文献数据库的检索，其中搜索引擎有谷歌、百度、搜狐、网易和新浪等，而文献数据库主要有中国期刊全文数据库、工程索引和科学引文索引等。化学是一门专业性很强的学科，经过一个漫长的发展时期，已经积累了大量的化学信息。但是这些信息较为零散且难以查询，无法得到较好的应用，因此对这些零散的

3、化学信息进行一定的整合与处理是十分必要的。最合理的办法就是建立一个化学数据库。当前的化学信息和数据种类和数量繁多，通过书籍查找需要的文献将消耗大量的时间且难度较大。但随着计算机与信息技术和化学的发展与相互渗透，使得我们检索化学信息更加快捷方便，只要给出关键词、作者、期刊号、出版时间就可以进行检索，还可以利用逻辑关系进行二次检索或多次检索，使得范围大大缩小，效率倍增。最常用的几种检索工具有：化学化工网站、搜索引擎和专业数据库。随着网络化学数据库的使用，化学工作者查找信息将会变得更加方便，效率也会大大提高。二、化学编辑排版采用ACD/ChemSketch软件可以实现各种分子结构和化学反应式的绘制、

4、分子三维模型的建立及实验装置图的绘制等,是一个功能十分强大的化学专业应用软件。ACD/ChemSketch是一个免费软件，安装很简便。主要功能和特点：绘制平面和立体化学结构式、反应式和化学图形;其绘图功能十分强大，具有丰富的化学图形绘制工具，各种化学符号应有尽有;内置包括各种原子、有机物官能团等基本结构的模具工具栏，使得绘制复杂庞大的有机物结构式变得非常便捷，并且可以把绘制好的平面化学结构图直接转换为立体图形:能够预测分子结构的基本参数如分子量、摩尔体积、极性、密度、介电常数等;可对所绘制的分子结构自动命名，可提供有机物的同分异构体等等。ChemSketch最新版本为版，有两种相对独立的操作模

5、式，即结构模式和绘图模式两种界面,结构模式用于绘制各种化学结构、反应式；而绘图模式则用于增加文本和绘制其他图形。两种模式可以相互切换，除具备化学绘图功能外,还能对分子结构式进行2D优化和3D优化,按系统命名法命名,以及计算分子各种性质等.三、实验数据的图形化处理数据处理是一个重要的环节，这些过程完全可以通过计算机来完成。常见的数理统计软件有Orgin、SPSSSASF口BMDP其基本功能有数据管理、统计分析、输出管理等等，分析过程包括描述性统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析、多重影响等几大类。数据处理软件Origin包含高

6、级扫描绘图、C语言和内置300多个数学函数的NAG数值计算库，是一种化学数据的计算软件。它包含了统计学、信号处理、曲线拟合和峰值分析等高级数据分析工具。由于具有C程序与数值计算和作图能力综合功能，适合作为化工和高等教育的化学专业人员从事科研和教学时进行数据处理、分析和计算以及制作高质量的图表。1、Origin的数据分析功能本软件设有专门的移向工具以便审视、读取和屏蔽数据，内置100多种函数可用于数据拟合。含有的数据分析工具有:(1)统计学工具，描述统计学、拟合比较、多项回归、总体t一试验、残存分析等。(2)曲线拟合，非线性最小二乘法拟合NLSF运用OriginC语言的NLSR线性回归、多项式回

7、归等。(3)信号处理，进行卷积法、重叠合法、快速傅里叶变换、修匀、邻接平均等。(4)峰值分析，基线和峰值分析、基线工具、采集峰值工具、峰值拟合等组件。Origin的数据处理应用十分广泛，2、用Origin软件绘制实验数据曲线(1)打开Origin,在“Data”列表的AX和BY中输入实验数据。(2)选定所有实验数据，依次点击“plat和“Line+Cymbol”。出现实验草图。(3)修改坐标标题和标尺范围及间隔。用鼠标左键双击实验草图的“XAxisTitle”或“YAxisTitle”，输入横坐标标题或纵坐标标题。双击横坐标或纵坐标数字，点击“Scale”，输入横坐标或纵坐标标尺范围及间隔。(

8、4)选择曲线的类型、颜色和曲线上实验点的类型、大小。(5)对曲线标记“标注”，在实验图中任意处，右击“AddText”，输入标注文字，将所输入的文字拖动到指定位置，绘图过程完成。可把制得的实验曲线图，直接复制到word等文档中。四、绘制化学化工图形化学化工图形的绘制主要使用Visio2007软件，使用Visio画流程图，总免不了要在图形库中选择自己需要的形状进行放置。Visio的图形库所谓是琳琅满目，初次使用的时候，真的是让人挑花了眼，不知道该选用哪一种才好，另外，在不同的图形库中又包含有相同的形状，这难免又让人晕头转向了。在平时撰写论文的工作中经常需要画实验装置图、平面布置图、工艺流程图等,

9、虽然也有AutoCAD等专业绘图软件可用，但这类软件需要较多的相关知识、较强的操作水平为基础，学起来费时费力,难度较大,一段时间不用后又很容易遗忘。Visio软件作为Office系列软件的一员,虽不像Word、Excel等软件那样为大家所知,但其强大的、方便的绘图功能,确实能为我们平时的工作提供相当大的帮助。老师在对工作经验进行总结的基础上,对Visio软件的基本、常用操作进行了简单介绍,对Visio软件的功能、在化工、化学方面的应用进行了概述,也指出了它的不足。Visio2007软件在流程图的绘制中有很重要的作用，流程图是以简单的图标符号来表达问题解决步骤示意图。在实际工作中，我们常常需要向

10、别人介绍清楚某项工作的操作流程。若是稍微复杂一些的工作流程，仅用文字是很难清楚表达的!这时就应充分利用可视化技术，将那些复杂的工作流程用图形化的方式表达出来，这样不仅使你表达容易，而且让别人也更容易理解。用visio制作流程图的步骤包括：创建流程图、移动形状和调整形状的大小、添加文本、连接形状、设置形状格式、保存和打印流程图。使用模板开始创建MicrosoftOfficeVisio图表。模板是一种文件，用于打开包含创建图表所需的形状的一个或多个模具。模板还包含适用于该绘图类型的样式、设置和工具。通过将“形状”窗口中模具上的形状拖到绘图页上，可以将形状添加到图表中。将流程图形状拖到绘图页上时，可

11、以使用动态网格快速将形状与绘图页上的其他形状对齐。也可以使用绘图页上的网格来对齐形状，打印图表时，这两种网格都不会显示。双击某个形状然后键入文本，MicrosoftOfficeVisio会放大以便可以看到所键入的文本。向绘图页添加与任何形状无关的文本，例如标题或列表，这种类型的文本称为独立文本或文本块，使用“文本”工具只单击并进行键入。MicrosoftOfficeVisio还可以将文本与连接线一起使用来描述形状之间的关系。向连接线添加文本的方法与向任何形状添加文本的方法相同：只需单击连接线并键入文本。Office系列软件在化学化工及论文编辑中的应用我们使用最多的MicrosoftOffice

12、软件主要包括MicrosoftWord、MicrosoftExcel和MicrosoftPowerPoint软件，其中Excel主要用于线性规划，而Wor曲口Excel在论文撰写及演讲中有着极为重要的作用。在Word的学习当中，老师给我们集中讲解了目录的生成、页眉页脚的设置、网页文档内查找替换空行的操作、三线表的设置、特殊符号的输入及格式刷的使用这六类问题，这些操作对我们都非常有帮助。一篇文章或论文在Word中包括两个大的方面：内容与形式，内容是作者用来表达自己思想的文字、图片、表格、公式及整个文章的章节段落结构等，形式则是指文章、论文页面大小、边距、各种字体、字号等。不同的文章和论文对表现形

13、式有确定的和具体的要求，如果在撰写之前先将之些要求在Word中设置好，那么就会省去了日后文档排版的麻烦。许多出版社对文章的格式有一定的要求，并提供相应的电子版模板，因此，在撰写文章之前一定要先看看，找一找有没有直接可用的模板可用。对于开题报告、毕业论文等，各学校也有自己的要求和模板供撰写者下载使用。如果没有模板而只有要求，那么就需要用户自己根据要求设计模板了。对于毕业论文，其正文一般都是章节结构，如：为了在完成论文的撰写后，能让Word自动生成目录页，最好对一级（对应章标题）、二级（对应节标题）、三级标题（对应小节标题）采用样式管理模式。在Excel中，我们主要学习了插值与拟合这两种基本操作。

14、插值有一次插值和多次插值，一次插值就是已知数据点xo,yo,xi,yi（xoxi）,求在x处（xoxxi）相应的y值。线性插值并不一定总是能够满足精度要求。对已知数据点作“最优”标准构造的逼近函数，称为拟合函数。参数拟合的一般步骤包括：确定函数的形式、确定待拟合参数、确定拟合目标、选用适当的方法、最后利用软件工具进行拟合计算。MicrosoftExcel和Origin8.0是两种非常重要的数据处理和科学绘图软件。Excel是常见的数据计算、分析和统计软件,其“单变量求解”、“规划求解”程序包及矩阵求逆和矩阵乘法函数使得解方程和方程组极为方便.Origin6.0为功能强大的数据分析和工程绘图软件

15、,具有外推和内插、微分和积分、快速Fourier变换等多种数学工具,对数据可做线形回归分析、多项式及多重回归分析、最小二乘法非线形拟合等.两者相比较，可以知道他们的用处既有相同处，也各自拥有不同的特色，可以综合使用这两个软件来进行数据处理和科学绘图。MicrosoftPowerPoint使用户可以快速创建极具感染力的动态演示文稿，同时集成工作流和方法以轻松共享信息，在演讲中我们会经常使用到PowerPoint幻灯片。目前“多媒体课件制作”模块开始需要PowerPoint,Authorware,Photoshop等软件的综合应用。展望从教育的前瞻性出发，可以从当前计算机技术发展动态和化学领域对计

16、算机技术最迫切的需求这两个角度，对计算机技术在化学科学中的发展趋势作出预测。（一）在复杂分子结构的精确计算方面将会加速发展复杂分子结构计算研究将会在计算机技术的推动下得到更快发展，获取更加精确的结构信息，使结构化学计算走向实用化，达到指导化学实践的目的。有了精确结构信息作为基础，结构化学家将可能建立准确的分子结构与其物理、化学和生物性质之间的定量关系，使人类认识自然，特别是使生物大分子的作用机制得到一个飞跃发展；促进现代分子结构计算理论数学模型的建立和原子理论的发展深化；推动包括分子设计在内的理论化学的实用化过程，使化学从实验科学进一步走向理论科学。（二）计算机网络技术在化学各个领域中将得到进

17、一步发展1、化学信息的获得将更快、更准确通过计算机网络不仅可以实现更加便捷的化学文献管理、检索，登录检索获取各种物理化学参数、波谱数据等数据性信息，化学材料和药品质量、供货商、市场行情等商业性信息，行业标准、政府法规等标准法规信息，化学教学课件、网上教材等教育信息及专利信息等。2、计算机远程化学教学将越来越普及计算机网络技术将改变目前的教学手段和观念，发展计算机远程化学教学将是0%世纪化学教育的重要发展方向之一，我国已有多所大学开始这种新的教育模式。它将代替传统的广播和电视教育，有可能从根本上改变现有的教育手段和教育观念。3、化工生产和化学实验室的自动控制将得到快速发展计算机网络技术的发展还将使化工自动控制体系从单台设备、成套设备的控制，发展到整个生产体系的自动控制，使生产组织衔接更有效、更经济。此外局域网络技术的成熟、个人计算机和工作站的迅速普及、计算机接口技