常用化学软件及其应用吕维忠

1、常用化学软件及其应用1选修说明1.对全校理工科学生开放，为理科学分。2. 学分值为2学分。3.教学为辅，自己上机实练最重要。4.成绩计算：平时40，考试60 缺勤5次（含）以上，直接计为F.2参考书籍1 沈勇，张大经，郑康成编著. 现代化学信息基础教程.广州：中山大学出版社，20002 缪强 编著.化学信息学导论.北京：高等教育出版社，20013叶卫平，方安平，于本方. Origin7.0 科技绘图及数据分析.北京：机械工业出版社.20044郝红伟，施光凯. Origin6.0实例教程. 北京：中国电力出版社，20005 吴功宜，吴英编著. Internet 基础. 北京：清华大学出版社，20

2、00 36周剑平编著.精通Origin 7.0.北京：北京航空航天出版社.20047 胡立江等编著. 精通ChemDraw. 北京：清华大学出版社，2002 10 俞庆森，朱龙观编著.分子设计导论.北京：高等教育出版社，20008赵文元，王亦军编著.计算机在化学化工中的应用技术.北京：科学出版社.20019 邵学广，蔡文生编著.化学信息学.北京：科学出版社.20014绪论（一）内容与特色内容重点介绍origin 、chemwindow、chemsketch、以及ChemOffice（chemdraw、chem3D、chemfinder）等常用化学图文处理软件及其应用，着重介绍这些软件的基本功能

3、以及基本使用技巧。这些内容是撰写化学论文或相关学科论文必不可少的计算机应用技术，也是进行计算机功能分子设计、电子结构与性质分析的重要基础。 5（二）目的要求 1、重点掌握origin 、chemwindow、chemsketch、chemdraw等常用化学图文处理软件的使用技术2.能灵活绘制化学及其它相关学科论文所需要的各种类型的化学分子式、分子图、反应式、轨道图、能级图、实验装置图、化学工艺流程图等；会灵活应用这些软件进行科学准确的作图，合理的分析和处理实验数据。62、学会一些基本的作图方法和作图技巧，进行分子的电子结构与相关性质的计算。3、综合应用上述软件，进行简单的分子设计及化学反应机理

4、分析。4、学会利用国际互联网，对不断新推出的国内外化学软件进行跟进并进行知识更新；善于利用互联网的一切化学网络资源。7第一章 常用化学软件介绍计算机作为一种化学学习和研究的工具有着不可替代的作用。化学软件发展迅猛。本章介绍一些常用的能在PC机上使用的化学类软件，方便同学们在学习和研究中做出有效、快速的选择。 8化学软件的分类化学综合软件 化合物结构绘制图谱分析 化学工程化学化工计算 分子模型化学教育 9分子绘制，模拟与计算软件质谱软件 化学贴图软件 化学数据库 层析软件 生物化学 材料科学 普通，有机，合成和分析化学软件10分子绘制，模拟与计算（Molecular modelling ，dra

5、wing） Alchem2000 v.2.0 Tripos公司开发的分子三维结构模拟与计算软件。ChemOffice 2002 化学家桌面办公软件，分子结构绘制，模拟，数据库管理及搜索引擎等。Chemistry 4-D Draw Standard & Pro 分子结构(4D)绘制软件。MolSuite2000 分子三维结构模拟，物理性质计算，统计学分析，数据库开发及管理。Molecular Analysis Pro 研究分子生物活性和化学结构及物理性质之间的关系。ChemSite 三维分子模拟程序，模拟有机和生物分子的动力学行为。11ChemSite Pro 除了ChemSite 的全部功能外

6、，还增加了晶体创建功能，包括离子型、金属、共价型和分子型晶体等。Molecular Modeling Pro 一个先进的分子模拟程序。ChemDraw 6.0 化学结构和化学贴图绘制，结构核磁位移分析等。Chem3D 6.0 分子3D结构模拟和计算软件。ChemSketch5.0 化学画图用软件包，可用于画化学结构、反应和图形。也可用于设计与化学相关的报告和演讲材料。ISIS/Draw 2.4 一个智能的化学绘图软件包。12质谱软件（Mass Spectroscopy Software）NIST/EPA/NIH Mass Spectral DatabaseChemSite Pro for NI

7、STElemental Formula CalculatorEnzyme Kinetics!ProTMGC, GC/MS Interactive Training - Mass Spec ModuleMass Spec CalculatorTM Version 3MassSpec CalculatorTM ProfessionalMass Spec ToolsTMMass Spectrometrists Periodic Table Isotope Ratio Calculator Elemental Composition Workshop Mass Series Calculator Si

8、mple Electrospray Calculator13 (Chemical Clip Art) ChemArt Deluxe Clip Art 玻璃器具贴图软件，种类齐全，采用矢量图像，调整图片比例或方向，能保持原图质量。ChemArt History Collection 化学历史图片库，有古代化学家肖像，试验设备，试验场景图片等。Chemistry Photo Art 化学照片图库，每一个照片都提供四种分辨率供你选择。Chrom/PrepTM Clip Art 色谱用器具图片库，如果你从事色谱研究和教学工作，就应该选择 Chrom/PrepTM Clip Art ！GlasTroni

9、xTM Clip Art 实验室器具图片库，用相关玻璃器件图片可方便地组合成任意一种基础实验装置。SafetyArtTM Deluxe Clip Art 安全防护图片库，共计有600幅专业级的图片，全色彩，涉及大多数重要的安全防护题材。14化学数据库（Chemical Databases） AgroSynTM Pesticide Synonym Database Chemical Structure & Information DatabasesChem Sources USAChem Sources-InternationalGardners Chemical Synonyms & Trad

10、e Names Electronic HandbookJuice Products Analytical DatabaseMerck Index Electronic versionNutriChemTM Lab Database -Food Nutrient & Chemical Element DatabasePeriodic Table DatabasePeriodic Table ExcelPrescription Drug DatabaseSynapseTMChemical Library 15Adhesive Chemicals and Compounding Ingredient

11、s Chemical Manufacturers Electronic Directory of Trade Name Products Fillers, Extenders, and Diluents Electronic Handbook Food Packaging Chemicals and Materials Green Chemicals Electronic Handbook Industrial Chemical Additives Electronic Handbook Industrial Surfactants Electronic Handbook Specialty

12、Chemicals Electronic Source Book Cosmetics & Personal Care Additives Electronic Handbook Food Additives Electronic Handbook Paints & Coatings Raw Materials Electronic Handbook Pharmaceutical Additives Electronic Handbook Plastic and Rubber Additives Electronic Handbook 16层析软件（Chromatography Software

13、） CESARTM 毛细管电泳模拟与优化应用软件。Chromatography EquationsTM 色谱计算软件，包括气相色谱、液相色谱和离子色谱。ChromViewTM 把GC和GC-MS高分辨率图片数据输入到其它 Windows 应用程序,如：MS Word，Excel，或Powerpoint。Gas Chromatography Simulation & Optimization Software 气相色谱模拟和优化软件。GC and GCMS 气相色谱和气质联用色谱文件转换软件。GC and GCMS Professional Version 气相色谱和气质联用色谱文件转换专业版。

14、HPLC Calculations Assistant & Reference Tools 高效液相色谱计算助手和相关工具。HPLC OptimizationTM 高效液相色谱优化软件，用于优化HPLC条件，如isocrate溶剂和梯度洗脱。17Interactive TrainingTM 交互式培训软件，包括 以下几个部分：Atomic Absorption Spectrometry 交互式原子吸收光谱分析培训软件。Gas Chromatography 交互式气相色谱培训软件。Advanced Interactive Gas Chromatography Training 高级交互式气相色谱

15、培训软件。High Performance Liquid Chromatography 交互式高效液相色谱分析培训软件。Inductively Coupled Plasma Spectrometry 交互式感应耦合等离子体光谱分析培训软件。Advanced Inductively Coupled Plasma Spectrometry 交互式高级感应耦合等离子体分析培训软件。Mass Spectrometry 交互式质谱分析培训软件。Statistics for Analytical Chemists 适用于分析化学者的交互式统计学培训软件。18生物化学（Biochemistry ）Amino

16、 Acid DatabaseTM Enzyme Kinetics!ProFluorescence DatabaseTMGAPTM - Gel Alignment Program (SDS Page Gels)GPMAWTM - General Protein Mass Analysis for WindowsIsoPointTMPeptide CompanionTMpH ProfileTMProtein ToolsTM19材料科学（Material Science）Alchemy 2000 by TriposTM ChemSite ProHSC ChemistryTAPPTM Thermoch

17、emical and Physical Properties Reaction EquationsHeat BalancesEquilibrium CompositionsFormula WeightsPhase Stability DiagramsEh - pH - Diagrams20普通，有机，合成和分析化学软件（General, Organic, Synthetic & Analytical Chemistry ）Buffer MakerTMCertificate of Analysis (COATM) BuilderCHEMiCALC -Calculator for Chemists

18、Detection LimitsDilCalcTMExpert Laboratory SolutionsTMFlavor, Fragrance and Odor SimulatorHaackerCalcTM - Elemental Composition CalculatorHeat Capacities of GasesMolecular Weight CalculatorLaboratory Document Control System -Create SOPs Using Built-in TemplatesQC-ThermTMRadCalcReaction KineticsReact

19、-ItTMStoichiometryUV Max EstimateTM21第一节 化学结构式编辑软件有关化学结构式编辑的软件既有商品的，亦有对教育界及家用免费的。其功能主要是描绘化合物的结构式、化学反应方程式、化工流程图、简单的实验装置图等化学常用的平面图形的绘制。22常见的这类软件有：ChemDraw, ChemWindow, ISIS Draw, ChemSketch等。前两个为商业软件，有关它们的资料可以查阅各自的网站 和，最新版本分别为6.0和6.5。后两个对教育界及家用为免费软件，可以在它们各自的网站 和 上下载，最新版本分别为2.2和4.0。23ChemDraw为当前最常用的结构式

20、编辑软件，除了以上所述的一般功能外，其ultra版本还可以预测分子的常见物理化学性质如：熔点、生成热等；对结构按IUPAC原则命名；预测质子及碳13化学位移等。 ChemWindow的一个最突出的特点是与光谱的结合，它的6.5 Spectroscopy 版本包括了一个约五万张13C NMR 的数据库(达250兆)，因而其预测更加精确；除了根据化合物的结构预测13C NMR化学位移外，还能预测红外图谱、质谱等，更可以读入标准格式的NMR、IR、Raman、UV及色谱图。 24第二节 三维结构显示与描绘软件比较有名的有：Chem3D, WebLab Viewer Pro, RasWin, Chem

21、Builder 3D, ChemSite等，它们都能够以线图(wire frame), 球棍(ball and stick), CPK及丝带(ribbon)等模式显示化合物的三维结构。其中的RasWin和WebLab Viewer的Lite版只能显示而无法编辑三维分子模型，为免费软件，RasWin可以在几乎所有的化学软件站点找到，WebLab Viewer的下载地址为25Chem3D同ChemDraw一样，是ChemOffice的组成部分，它能很好地同ChemDraw一起协同工作，ChemDraw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

22、计算程序MOPAC 97，并能与著名的从头计算程序Gaussian98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。 26第三节 数据处理软件化学中的数据处理多种多样，对不同的数据处理要求宜采用不同的软件完成。通用型的软件如：Origin, SigmaPlot等可以根据需要对实验数据进行数学处理、统计分析、付立叶变换、t-试验、线性及非线性拟合；绘制二维及三维图形如：散点图、条形图、折线图、饼图、面积图、曲面图、等高线图等。Origin的最新版本为7.0，其演示版可以从下载，SigmaPlot的最新版本为2000, 其评估版可以从下载。 27

23、核磁数据处理软件有：NUTS、MestRe-C、Gifa等；NUTS可以处理一维及二维核磁数据，其功能包括付立叶变换、相位校正、差谱、模拟谱、匀场练习等几乎所有核磁仪器操作软件的功能；其演示版在下载；28MestRe-C为处理一维核磁数据的免费软件，功能完善。其最新版本为2.3，有兴趣可在处查看有关信息即下载；Gifa可以处理一至三维核磁数据，为运行在LINUX操作系统中X-Window上的免费软件，有关信息可查看montp1.fr/GIFA/29第五节 图谱解析软件解析有机化合物的红外、核磁及质谱有时是一件非常困难的工作，特别是复杂化合物的图谱解析更是这样。 核磁图谱的解析可以先利用ChemNMR, C13 Module for ChemWindow, gNMR等软件对目标化合物的化学位移进行估算或作出模拟谱，用以协助对该化合物图谱的指认。30ChemNMR为ChemDraw Ultra版本的一个插件，可以用来估算大多数有机物的1H、13C化学位移及用线图表示的相应图谱，C13 Module for ChemWindow为ChemWindow的一个插件，可以用来估算大多数有机物的13C化学位移，31gNMR则可用来估算任何NMR活性核的化学位移，并能画出非常逼真的图谱