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第1章 计算机与化学1

1.1计算机与化学1

1.1.1计算机化学1

1.1.2计算化学2

1.1.3理论化学2

1.1.4量子化学3

1.2计算机化学的发展4

1.3我国计算（机）化学的发展概况5

1.4分子模拟与量化计算简介7

1.4.1分子模拟的意义7

1.4.2分子模拟的一般过程7

1.4.3分子模型的构建7

1.4.4分子模拟的方法8

1.5常用化学软件简介10

1.5.1化学图文设计软件10

1.5.2计算化学与分子模拟软件12

1.5.3化学数据库14

1.5.4图谱解析软件15

1.5.5数据处理软件16

1.5.6文献管理软件16

1.6计算化学应用16

1.7计算机化学的学习方法18

1.8相关网站及参考书18

第2章 ChemSketch的使用20

2.1ChemSketch概述20

2.1.1主要功能20

2.1.2软件界面21

2.2结构模式22

2.2.1常用工具与快捷按钮22

2.2.2基本操作22

2.2.3高级操作26

2.2.4二维优化28

2.2.5三维优化29

2.2.6模板的应用32

2.2.7模板的管理35

2.3绘图模式36

2.3.1常用工具与快捷按钮36

2.3.2反应能量图37

2.3.3原子轨道图38

2.3.4实验装置图40

2.4分子性质的预测43

第3章 ChemBioDraw的使用45

3.1ChemBioDraw概述45

3.1.1版本介绍46

3.1.2运行系统要求46

3.1.3新特性46

3.2ChemBioDraw工具栏与文档47

3.2.1工具栏与窗口显示48

3.2.2文档操作52

3.2.3页面设置54

3.3ChemBioDraw操作实例55

3.3.1画丙酮分子55

3.3.2使用环工具56

3.3.3画反应式57

3.3.4画中间体58

3.3.5使用碎片工具59

3.3.6画多点配位结构60

3.3.7费歇尔投影式61

3.3.8画透视图62

3.3.9画纽曼投影式64

3.3.10使用立体化学标记65

3.3.11使用模板66

3.4结构式的基本画法67

3.4.1选择对象67

3.4.2化学键69

3.4.3环71

3.4.4脂肪链72

3.4.5画DNA、RNA序列73

3.4.6展开标签与压缩标签74

3.4.7说明文本与原子标注75

3.5结构式的高级技法78

3.5.1连接对象78

3.5.2组合对象79

3.5.3反映结构80

3.5.4整理结构80

3.5.5原子编号81

3.5.6使用模板81

3.5.7定义别名83

3.5.8三维预览84

3.6查询结构84

3.6.1原子属性85

3.6.2键属性88

3.6.3通用别名91

3.6.4列表元素91

3.6.5聚合物表示法92

3.6.6替换基团94

3.6.7展开查询结构96

3.6.8反应映射图97

3.7结构与性质98

3.7.1检查结构98

3.7.2分析窗口99

3.7.3估算化学性质100

3.7.4立体化学性质101

3.7.5化学计量网格102

3.7.6从结构到命名103

3.7.7从命名到结构104

3.7.8估算NMR的化学位移105

3.8绘图工具的使用107

3.8.1轨道工具107

3.8.2化学符号工具108

3.8.3箭头与曲线工具109

3.8.4基本绘图工具111

3.8.5括号工具111

3.8.6TLC具112

3.8.7生物绘图工具113

第4章 ChemBio3D的使用117

4.1ChemBio3D简介117

4.1.1版本介绍117

4.1.2量化程序接口117

4.1.3新特性118

4.2ChemBio3D基础119

4.2.1ChemBio3D主界面119

4.2.2菜单命令123

4.2.3工具栏128

4.3ChemBio3D实例130

4.3.1熟悉ChemDraw面板130

4.3.2使用画键工具和旋转工具131

4.3.3使用文本工具134

4.3.4分析乙烷的构象137

4.3.5使用二面角驱动器139

4.3.6重叠模型141

4.3.7对接模型142

4.3.8HOMO和LUMO轨道144

4.3.9绘制表面图145

4.3.10局部电荷147

4.4模型的创建148

4.4.1设置构建模型的选项149

4.4.2使用键工具建模150

4.4.3使用ChemDraw面板151

4.4.4使用文本工具建模151

4.4.5使用坐标表建模154

4.4.6模型坐标156

4.4.7参数表与测量表157

4.5模型的修改158

4.5.1选择对象158

4.5.2改变元素159

4.5.3改变键级159

4.5.4添加分子碎片160

4.5.5使用测量表160

4.5.6设置电荷161

4.5.7原子编号162

4.5.8改变立体化学构型162

4.5.9优化模型162

4.5.10显示和隐藏原子163

4.5.11移动模型163

4.5.12旋转模型164

4.5.13改变模型大小166

4.6模型的显示166

4.6.1结构显示166

4.6.2分子表面显示169

4.6.3弹出信息173

4.6.4查看测量表174

4.6.5查看原子属性表175

4.6.6查看分子内坐标表175

4.6.7查看笛卡儿坐标表176

4.6.8模型浏览器176

4.6.9结构浏览器178

4.6.10偏离平面179

4.7模型的输出179

4.7.1打印与保存179

4.7.2复制与封装180

4.8分子模拟入门181

4.8.1计算方法概述181

4.8.2分子力学理论186

4.8.3分子动力学模拟189

4.9MOPAC计算接口189

4.9.1计算实例190

4.9.2能量最小化193

4.9.3优化到过渡态194

4.9.4选择方法195

4.9.5计算性质197

4.9.6文件管理198

4.10Gaussian计算接口199

4.10.1Gaussian接口199

4.10.2能量最小化计算201

4.10.3优化到过渡态202

4.10.4计算性质202

4.10.5创建输入文件202

4.10.6运行输入文件203

4.10.7查看输出结果203

第5章 Gaussian的使用204

5.1Gaussian概述204

5.1.1软、硬件要求205

5.1.2硬盘分区方案205

5.1.3安装软件206

5.1.4指定Scratch文件目录206

5.1.5设置内存和硬盘空间207

5.1.6Gaussian03的链接207

5.2启动Gaussian程序209

5.2.1启动程序209

5.2.2工作环境初始化设置209

5.3创建Gaussian输入文件210

5.3.1使用G03W创建212

5.3.2使用ChemBio3D创建220

5.3.3使用GaussView创建223

5.3.4使用文本编辑器227

5.4执行Gaussian计算作业228

5.4.1在G03W中运行228

5.4.2在ChemBio3D中运行229

5.4.3在GaussView中运行230

5.5查看Gaussian计算结果231

5.5.1用文本编辑器查看231

5.5.2用GaussView显示分子的振动光谱和NMR谱234

5.5.3用HyperChem进行简振模式分析235

5.5.4用ChemBio3D显示计算结果238

5.6运用Gaussian的基本技巧240

5.6.1【Utilities】菜单命令240

5.6.2配合使用的辅助软件244

5.6.3辅助软件联用244

5.7Gaussian应用实例244

5.7.1单点能计算245

5.7.2几何优化247

5.7.3频率计算252

5.7.4高精度计算259

5.7.5化学反应研究265

5.7.6激发态计算277

5.7.7溶液中的反应284

第6章 GaussView的使用289

6.1GaussView基础289

6.1.1分子集、模型和视图291

6.1.2菜单命令与工具栏292

6.1.3GaussView参数选择294

6.2构建分子295

6.2.1使用工具面板295

6.2.2构建分子实例297

6.2.3查看与调整结构参数303

6.2.4高级构建功能308

6.3显示与保存分子视图320

6.3.1管理分子视图320

6.3.2文件操作322

6.3.3打印及保存图片324

6.3.4指定默认文件位置325

6.4创建Gaussian作业325

6.4.1计算设置面板326

6.4.2设置特殊任务330

6.4.3为作业设置默认值332

6.4.4快速运行作业333

6.4.5观察和控制计算333

6.4.6指定如何运行G03W334

6.5查看Gaussian结果335

6.5.1显示结果数据摘要335

6.5.2显示原子电荷336

6.5.3显示表面和等高线336

6.5.4显示振动模式及光谱342

6.5.5显示NMR光谱343

6.5.6显示紫外可见光谱344

6.5.7查看其他图形345

附录能量单位348