Cách sử dụng ChemDraw
TIỂU LUẬN HÓA - TIN Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice)Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.24 MB, 47 trang ) Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh 3.11 Xem thuộc tính vật lí 41 3.12 Xem cấu trúc không gian 42 3.13 Sắp xếp các cấu trúc thẳng hàng 43 3.14 Xem công thức phân tử 44 3.15 Vẽ các liên kết hợp nhau gốc cho trước 44 PHẦN KẾT LUẬN 46 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Hiện nay, công nghệ thông tin ngày càng phát triển, nó có mặt trong hầu hết các ngành nghề. Dạy học cũng không phải là ngoại lệ. Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy giúp giáo viên linh hoạt hơn trong việc soạn giáo án và thiết kế bài giảng sinh động hơn, từ đó sẽ gây được hứng thú cho học sinh. Hơn nữa, sẽ tiết kiệm nhiều thời gian. Đặc biệt trong môn Hóa học việc vẽ công thức cấu tạo của các chất và viết phương trình phản ứng là công việc thường xuyên và không thể thiếu . Để làm được việc này cần sử dụng các phần mềm chuyên biệt, đồng thời cũng phải biết cách sử dụng nó. Trong khi đó hiện nay có rất ít tài liệu hướng dẫn cách sử dụng các phần mềm Hóa học. Hiện nay có rất nhiều phần mềm hóa học hỗ trợ cho việc đó, đồng thời có thể tính toán được góc liên kết, độ dài liên kết, năng lượng liên kết Chemoffice là một trong những phần mềm có ứng dụng đó, nó rất cần thiết trong việc trình bày công thức phân tử trong không gian 2 chiều và 3 chiều, viết chuỗi phản ứng, phương trình hóa học, và những công thức phân tử phức tạp 2. Mục đích nghiên cứu Biểu diễn công thức hóa học các chất, viết phương trình phản ứngđể phục vụ cho việc thiết kế giáo án. HVTH: Nguyễn Xuân Qui 2 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu và khai thác những tính năng của chương trình ChemDraw để vẽ cấu trúc các chất 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu - Đối tượng: phần mềm chemDraw - Khách thể: quá trình dạy và học hóa học 5. Phạm vi nghiên cứu - Vẽ cấu trúc các hợp chất hữu cơ phức tạp, cơ chế phản ứng hóa học - Vẽ mô hình lai hóa - Thiết kế mô hình thí nghiệm. - HVTH: Nguyễn Xuân Qui 3 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh PHẦN NỘI DUNG Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CHEMOFFICE ChemOffice Ultra Ultra 2008 (version 11.0) ChemOffice Ultra 2008 (version 11.0) là bộ tiện ích hóa học và sinh học tuyệt đỉnh được thiết kế để đáp ứng những nhu cầu của các nhà hóa học. ChemOffice Ultra cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi công việc hiệu quả, hiểu sâu hơn các công trình, các cấu trúc hóa học tương quan, và cho hoàn thành các bản báo cáo chuyên nghiệp và hiệu quả hơn bao giờ hết. ChemOffice 11.0 là bộ phần mềm mạnh mẽ, bao gồm ChemDraw, Chem3D, ChemFinder và ChemACX cho các nhà hóa học; BioOffice, BioAssay, BioViz, và BioDraw cho các nhà sinh học; Inventory, E-Notebook và The Merck Index cho các nhà nghiên cứu khoa học. ChemOffice và BioOffice tương thích với mọi Windows. Bộ phần mềm hóa học tuyệt vời bao gồm ChemBioDraw Ultra 11.0, MestReC Std, ChemScript Pro 11.0, ChemBio3D Ultra 11.0, giao diện Chem3D cho tới Schrưdingers Jaguar và Gaussian, GAMESS Pro 11.0, ChemFinder Ultra 11.0, E-Notebook Ultra 11.0, ChemDraw/Excel và CombiChem/Excel, các điều khiển và plugin ActiveX Pro cho ChemDraw và Chem3D, cũng như cơ sở dữ liệu ChemINDEX (Index, RXN, NCI & AIDS) và một đăng kí 1 năm dòch vụ ePub. ChemOffice Ultra bổ sung các giao diện ChemFinder Ultra, CombiChem/Excel, Chem3D cho Schrưdingers Jaguar và Gaussian, GAMESS, và một năm đăng kí dòch vụ ePub vào bộ phần mềm ChemOffice Pro 2008. ChemBioDraw Ultra 11.0 Tiêu chuẩn không thể thiếu cho các bức vẽ hóa học và sinh học, gồm các proton HVTH: Nguyễn Xn Qui 4 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh NMR với các đánh dấu và phân chia đỉnh, các công cụ amino acid và chuỗi ADN, công cụ vẽ bản TLC, Struct=Name, và công cụ phân tích cân bằng hóa học. Kết nối tực tiếp đến cơ sở dữ liệu Tiến hành tra cứu cơ sở dữ liệu bằng công cụ Database Gateway HotLink. Các kết quả tìm kiếm bao gồm liên kết đến các nguồn thông tin trong cơ sở dữ liệu, các thuộc tính cấu trúc, tên gọi và từ đồng nghóa của các kí hiệu hóa học như số nhận dạng ACX và các thông số CAS. ChemBio3D Ultra 11.0 Trình diễn các mô hình protein đỉnh cao, đồ họa Open GL và các kính lập thể. Các mô hình phân tử và các tính toán bán kinh nghiệm với giao diện liên kết MOPAC, Jaguar, GAMESS và Gaussian. Bao gồm liên kết trực tiếp để xem các các mô hình 2D trực tiếp trong môi trường 3D. MestReC Std Cung cấp các trang thiết bò đònh cao cho việc xử lí dữ liệu, vẽ đồ thò và phân tích dữ liệu NMR (2D) độ phân giải cao, kết hợp với giao diện đồ họa thân thiện và tự động để khám phá toàn bộ sức mạnh và sự linh hoạt của nền Windows. ChemFinder Ultra 11.0 Lưu trữ, tìm kiếm và phân tích các số liệu khoa học liên quan bên trong cơ sở dữ liệu nội bộ có cấu trúc hay qua giao diện liên kết đến các dữ liệu khoa học chia sẻ. E-Notebook Ultra 11.0 Ghi nhận các thiết lập trong phòng thí nghiệm thông qua ChemDraw, Microsoft Word, Excel, PowerPoint và phần mềm quang phổ. Tìm kiếm theo cấu trúc và văn bản, và duyệt qua các dấu vết hoàn toàn trực quan. CombiChem/Excel Pro 11.0 Xây dựng các thư viện liên kết trong Microsoft Excel sử dụng các trình xúc tác trợ giúp được chọn bởi ChemFinder. ChemBioViz Pro 11.0 Tương quan giữa các số liệu về hoạt động hóa học và sinh học, tạo các biểu tượng tượng trưng đồ họa của các cơ sở dữ liệu ChemFinder nhằm xác đònh chiều hướng và sự tương quan giữa các số liệu, tính toán số liệu thống kê chi tiết và biểu diễn lên đồ thò. ChemDraw/Excel Pro 11.0 Cung cấp các bảng số liệu hóa học với các cấu trúc và tìm kiếm các cấu trúc hóa học trong tài liệu, thư mục hay ổ đóa. ChemDraw ActiveX/Plugin Pro 11.0 Truy vấn cơ sở dữ liệu trực tuyến, xem và in các mô hình trực tuyến. Bộ cài đặt này tự động cài các plugin và các điều khiển ActiveX cần thiết cho trình duyệt web. Bao gồm cả chức năng in ấn và lưu trữ. HVTH: Nguyễn Xn Qui 5 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh ChemNMR Pro 11.0 Dự đoán các quang phổ NMR của proton carbon-13 từ các mô hình ChemDraw. Độ dòch chuyển hóa học và cơ chế phân li được hiện thò rõ ràng và liên kết trực tiếp đến các mô hình đối với cả proton và các dự đoán quang phổ NMR của carbon-13. Struct=Name Pro 11.0 Cung cấp tên nhiều loại hợp chất, bao gồm các hạt muối và các hợp chất dẫn điện, các mô hình đối xứng hoàn hảo, nhiều loại hợp chất hữu cơ và vô cơ cùng nhiều thứ khác. ChemScript Pro 11.0 Mở rông ngôn ngữ lập trình Python và nhiều thuật toán hóa học thông minh của CambridgeSoft bao gồm trong các sản phẩm, đồng thời đem lại cho người dùng dưới dạng một đoạn mã mô hình mẫu dễ chèn vào ngôn ngữ lập trình. ChemScript cho phép mở rộng các qui ước hóa học riêng và áp dụng các qui ước này trên hàng loạt dữ liệu. Gamess Pro 11.0 GAMESS là ứng dụng cho hóa học lượng tử phân tử cơ bản. GAMESS có khả năng tính toán các hàm số sóng SCF từ các hàm RHF, ROHF, UHF, GVB, và MCSCF. Sửa đổi mối tương quan giữa các hàm số sóng SCF bao gồm tương tác điều chỉnh, thuyết hỗn mang bậc hai, và các phương thức bó cặp (Coupled-Cluster), cũng như thuyết tính xấp xỉ hàm phân bố. Databases Cơ sở dữ liệu hóa học khoa học tham khảo có chức năng tìm kiếm, bao gồm 1 năm đăng kí với các cơ sở dữ liệu Ashgate và ChemINDEX. Yêu cầu hệ thống : Windows Windows 2000, XP, Vista (32-bit); Excel add-ins cần có MS Excel 2000, 2003, cho XP ChemDraw Ultra là phần mềm viết và xử lý công thức các chất hóa học tương đối mạnh, là một phần trong bộ CS ChemOffice của Cambridge Soft, gồm: + ChemDraw: chương trình viết công thức hóa học trên mặt phẳng (công thức 2D) tương đối hoàn chỉnh với nhiều công cụ tiện dụng. + Chem3D: chương trình chuyển công thức phẳng thành công thức cấu tạo lập thể trong không gian 3 chiều (công thức 3D) + ChemFinder: chương trình tìm kiếm thông tin về các chất hóa học và phản ứng hóa học. + ChemInfo: chương trình lưu trữ các thông tin có liên quan đến các chất hóa học và phương trình phản ứng hóa học được cấp sẵn hoặc tự tạo. HVTH: Nguyễn Xn Qui 6 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh HVTH: Nguyễn Xuân Qui 7 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Chương 2. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ( CHEMOFFICE ) 2.1. Cài đặt phần mềm ChemOffice vào máy tính Bước 1. Nhắp đúp vào biểu tượng để bắt đầu cài đặt. Khi đó xuất hiện cửa sổ, sau đó chọn Next Bước 2. Chọn next để tiếp tục: HVTH: Nguyễn Xuân Qui 8 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Bước 3. Chọn Begin để bắt đầu cài đặt Bước 4. Chọn Next HVTH: Nguyễn Xuân Qui 9 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Xuất hiện cửa sổ, chọn Next để tiếp tục. Bước 6. Chọn Finish để tiếp tục cài đặt HVTH: Nguyễn Xuân Qui 10 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh 2.2. Phần mền ChemDraw Ultra 11.0 2.2.1. Khởi động chương trình Chọn: Star/Program/ChemOffice 2008/Chem Draw Ultra 11.0 hoặc nhấp đúp vào biểu tượng trên màn hình Màn hình làm việc của chương trình sẽ xuất hiện: HVTH: Nguyễn Xuân Qui 11 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh 2.2.2. Giới thiệu và cách sử dụng thanh menu 2.2.2.1 File menu Ngoài các lệnh thông thường, còn có: Open Special : Chứa các cấu trúc hóa học của amino acids, aromatics (hidrocacbon phương hướng), cycloalkanes, và các dụng cụ thí nghiệm hóa học. List nicknames: Liệt kê tên thông thường của một số chất, liệt kê tên riêng của cấu trúc và cho phép đưa cấu trúc vào văn bản hiện hành. Ví dụ: HVTH: Nguyễn Xuân Qui 12 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh - Chọn lệnh File/List Nicknames, hộp thoại List Nicknames xuất hiện. - Chọn tên cấu trúc trong hộp thoại List Nicknames rồi Click Paste, tên cấu trúc xuất hiện. - Click chuột phải vào tên cấu trúc, chọn lệnh Expand Label (hoặc chọn lệnh Expand Label từ menu Structure), cấu trúc xuất hiện. Ngoài ra còn có một số tùy chọn phục vụ việc in văn bản trên ChemDraw nằm trong lệnh Preferences. 2.2.2.2 Edit menu Ngoài các lệnh thông thường, còn có: HVTH: Nguyễn Xuân Qui 13 O C O Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Get 3D Model : Chuyển cấu trúc hóa học dạng 2D sang cấu trúc hóa học dạng 3D (mặc nhiên là dạng que). Insert Graphic : Chèn hình từ các file của ChemDraw hoặc các file hình. Insert Object : Chèn đối tượng từ các chương trình khác như Word, Excel, Equation, 2.2.2.3 View menu Chứa các lệnh hiện hoặc ẩn các cửa sổ thông tin về cấu trúc và các thanh công cụ. Ví dụ: chọn lệnh view/show Periodic Table Window, bảng hệ thống tuần hoàn xuất hiện: - Click chọn nguyên tố bất kì, sẽ xuất hiện tên nguyên tố và số thứ tự: HVTH: Nguyễn Xuân Qui 14 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh 2.2.2.4 Object menu Ngoài các lệnh đã biết như Align, Group, Ungroup, , đặc biệt có thêm lệnh Add Frame: Bao bên ngoài cấu trúc các cặp ngoặc hoặc hình chữ nhật, rất hữu ích trong việc vẽ các phức chất. 2.2.2.5 Structure menu Check Structure: kiểm tra cấu trúc được chọn. Nếu cấu trúc đúng, sẽ hiển thị hộp thoại thông báo không tìm thấy lỗi; nếu cấu trúc sai, sẽ hiển thị hộp thoại thông báo chỗ sai. Contract Label: Thay thế (nén) phần cấu trúc được chọn bằng tên do người dùng tự đặt. Lưu ý đây không phải là lệnh ngược với lệnh Expand Label, vì lệnh này không cho phép nén phần cấu trúc chứa các nguyên tố gốc hữu cơ. HVTH: Nguyễn Xuân Qui 15 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Define Nickname: Cho phép người dùng định nghĩa tên riêng cho phần cấu trúc được chọn để có thể sử dụng lại. Convert Name to Structure: Vẽ cấu trúc hóa học từ tên hóa học. Convert Structure to Name: gọi tên hóa học của cấu trúc hóa học được chọn. 2.2.2.6 Text menu Gồm các lệnh liên quan đến định dạng văn bản. 2.2.2.7 Curves menu Thay đổi kiểu đường vẽ cho các loại hình không thuộc cấu trúc hóa học, như các dụng cụ phòng thí nghiệm, 2.2.3. Giới thiệu và cách sử dụng các thanh công cụ HVTH: Nguyễn Xuân Qui 16 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Liên kết (vách liên tục) Liên kết đôi Liên kết (vách đứt đoạn) Liên kết không xác định Liên kết có hướng ra phía sau Liên kết đám Liên kết có hướng ra phía trước Liên kết có hướng trống Liên kết không xác định (có dạng sóng) HVTH: Nguyễn Xuân Qui 17 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Drawing Element: Công cụ vẽ, dùng để vẽ những hình sau: HVTH: Nguyễn Xuân Qui 18 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Templates: Các mẫu (công thức). Mẫu Aromatics: Mẫu Bicyclics: HVTH: Nguyễn Xuân Qui 19 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Mẫu Clipsware phần 1: Mẫu Clipsware phần 2: Cách vẽ liên kết trong phân tử - Có thể sử dụng bảng MultiBond để tạo ra những liên kết đa dưới đây: HVTH: Nguyễn Xuân Qui 20 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Liên hết đôi: Có 3 cách vẽ một liên kết đôi: - Dùng công cụ Double Bond - Click chuột thêm một lần lên liên kết đơn - Click chuột phải một lần lên liên kết đơn rồi chọn Double rồi Plain trong bảng dưới HVTH: Nguyễn Xuân Qui 21 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Liên kết ba, bốn: Để vẽ một liên kết ba, bốn, có thể click chuột thêm một lần lên liên kết đôi, ba. Hoặc làm tương tự như cách ba rồi chọn Tripble hay Quadrupble. Liên kết có hướng và liên kết cho nhận: Để vẽ liên kết cho nhận hoặc liên kết có hướng, bạn click chuột vào liên kết tương ứng. Để thay đổi chiều của liên kết bạn click chuột vào giữa liên kết, chiều của liên kết sẽ thay đổi. Vẽ công thức các hợp chất - Click chuột vào công thức tương ứng - Đưa chuột 1 lần lên vùng vẽ. Xuất hiện công thức - Khi di chuyển chuột trong vòng vừa vẽ, sẽ xuất hiện ô vuông màu xanh chỉ vị trí các nguyên tố trong vòng, cũng như các liên kết. - Sau khi vẽ 1 vòng, bạn click chuột liên tiếp lên một liên kết của vòng thì một vòng khác có chung cạnh tạo ra Decahidronaphthalene HVTH: Nguyễn Xuân Qui 22 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG Giới thiệu một vài ứng dụng cơ bản của ChemDraw 3.1 Vẽ mô hình lai hóa . Ví dụ: Trình bày mô hình lai hóa của phân tử CH 2 = CH 2 Bước 1: Vẽ 3 orbital p lai hóa. Dùng công cụ vẽ orbital, dùng công cụ chọn toàn phần để di chuyển và xoay các orbital. Bước 2: Vẽ orbital p chưa lai hóa. Dùng công cụ vẽ orbital, sau đó dùng lệnh Object/Bring to front để di chuyển orbital chưa lai hóa lên trên. Bước 3: Vẽ 2 orbital s. HVTH: Nguyễn Xuân Qui 23 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh Dùng công cụ vẽ orbital, sau đó dùng công cụ chọn toàn phần để di chuyển 2 orbital đến xen phủ, tiếp tục dùng lệnh Object/Bring to front để di chuyển orbital s lên trên. Bước 4: Vẽ hình đối xứng. Dùng lệnh Copy và Paste, sau đó dùng lệnh Object/Flip Horizontal để tạo đối xứng qua mặt phẳng dọc đối với hình vừa nhận được. Bước 5: Di chuyển 2 hình xen phủ nhau: dùng công cụ chọn toàn phần, sau đó dùng công cụ vẽ liên kết dợn sóng để liên kết 2orbital p chưa liên kết. HVTH: Nguyễn Xuân Qui 24 Sử dụng phần mềm ChemDraw (ChemOffice) GVHD: PGS.TS Bùi Thọ Thanh 3.2 Vẽ cấu trúc phân tử Ví dụ 1: Vẽ cấu trúc phân tử 2,4,6- tribromphenol Bước 1: Vẽ vòng benzen - Click chuột vào biểu tượng vòng benzen trên thanh công cụ (khi đó biểu tượng sẽ bị chìm xuống so với ban đầu), sau đó đưa con trỏ ra ngoài màn hình soạn thảo, click chuột vào vị trí cần vẽ: Bước 2: Vẽ liên kết đơn - Click chuột vào biểu tượng liên kết đơn sau đó đưa trỏ vào vị trí cần liên kết (thấy xuất hiện một ô vuông nhỏ bao quanh vị trí cần liên kết) và click chuột. Bước 3: Vẽ nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử - Click chuột vào biểu tượng text sau đó đưa trỏ vào vị trí cần liên kết và click chuột, gõ vào tên nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử (cần chú ý chữ hoa và chữ thường) HVTH: Nguyễn Xuân Qui 25 |