多媒體技術(shù)在《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程中的應(yīng)用

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1、 dxx+dxx|2 |2dx本圖參考Atkins “Atkins Physical Chemistry” 自選圖形線條曲線繪制曲線鼠標(biāo)右鍵“編輯頂點(diǎn)”調(diào)整畫坐標(biāo)、2條豎線、2箭頭自選圖形線條任意多邊形，畫出陰影部分調(diào)整線粗細(xì)加文本框注解選上所有的對(duì)象，鼠標(biāo)右鍵組合(也可x剪切，選擇性粘貼為Windows元文件)幾個(gè)小技巧：畫直線或箭頭按Shift鍵容易畫水平或垂直線；調(diào)整線長短時(shí)按Shift鍵不改變線的方向；使用鍵盤鍵調(diào)整對(duì)象位置時(shí)，按Ctrl鍵可逐點(diǎn)移動(dòng) 程序：Chemwin選粗鍵，按Shift拉長選擇剛畫好的鍵，按Ctrl復(fù)制兩個(gè)到第二排選擇第二排兩個(gè)鍵，k(或“Arrange-Spac

2、e Objects”)排列對(duì)象，水平30點(diǎn) G將二個(gè)鍵組合為組復(fù)制這兩個(gè)二個(gè)鍵二次復(fù)制第一個(gè)鍵，12221形式全選(A)， k，垂直排列對(duì)象30個(gè)點(diǎn)刪除中間兩個(gè)鍵鼠標(biāo)右鍵T，輸入a+b，字體更改為Symbol復(fù)制到合適位置，更改為各能級(jí)值加上電子、苯結(jié)構(gòu)式 Chemwin使用可參考網(wǎng)站講義計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用 程序：Origin打開Origin點(diǎn)擊“New Graph”按鈕 GraphAdd Fuction Graph Plot Detail窗口，F(xiàn)1(x)處輸入函數(shù)x2*(2-x)2*exp(-x) /8 按OK雙擊x軸和y軸，調(diào)整坐標(biāo)范圍修飾，得到函數(shù)圖 2 2 2 22,0 1( ) 2

3、8 rD r r R r r e 0 5 10 150.000.050.10 0.150.20D(r) r/aOrigin使用可參考網(wǎng)站講義計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用 215 sin sin216xyd 程序：Origin打開Origin鼠標(biāo)右擊Data1窗口A(X)位置選擇Set Column Value按右圖輸入列號(hào)范圍(1-361)和公式(i-1)*pi/180產(chǎn)生0360的弧度值右擊B(Y),設(shè)置列值為Y的函數(shù)值：(15/pi)0.5*0.25*sin(col(A)*2)空白處鼠標(biāo)右擊，添加兩列右擊C(Y)和D(Y)，分別設(shè)兩列值為col(B)*cos(col(a)與col(B)*sin(c

4、ol(a)右擊C(Y)set as X選擇C(X2)與D(Y2)，Plot Line按鈕鼠標(biāo)右擊Graph1窗口的“1”處，選擇Layer Property， 設(shè)置紙寬高一致，顯示比例相同修飾圖形_ _+ y x+ 2 /33 1 27 18 281 3 rs r r e 程序：Surfer打開Surfer網(wǎng)格函數(shù)輸入函數(shù)(放大了250倍)，確認(rèn)z = (27-18*sqrt(x*x+y*y)+2*(x*x+y*y)*exp(-sqrt(x*x+y*y)/3)地圖線框圖打開out.grd雙擊線框圖，調(diào)整查看角度，調(diào)整比例，不顯示基面雙擊軸，將軸顯示略去，直接拷貝即可得到網(wǎng)格圖，也可輸出為WMF

5、格式 程序：Surfer打開Surfer網(wǎng)格函數(shù)輸入函數(shù)(放大了倍數(shù))，設(shè)增量0.2確認(rèn)z = pow(27-18*sqrt(x*x+y*y)+2*(x*x+y*y)*exp(-sqrt(x*x+y*y)/3),2)地圖等值面圖打開out.grd雙擊等值面圖，“常規(guī)”，選“填充、平滑等值線”等級(jí)，設(shè)等值線等級(jí)填充前景色，將0設(shè)為白色，20設(shè)為黑色線條式樣為不可見標(biāo)注設(shè)到邊界距離5in(不需要標(biāo)注)不顯示坐標(biāo)即可得到電子云黑點(diǎn)圖由于矢量圖太大，建議輸出位圖 程序：Calc3D打開Calc3D下拉菜單選擇3D-Data函數(shù)形式選擇Z(x,y)函數(shù)欄添函數(shù)(8為調(diào)整函數(shù)值大小)8*sin(pi*x)

6、*sin(2*pi*y)設(shè)置x,y范圍為01單擊Calculate按鈕，得到函數(shù)圖調(diào)整z方向顯示比例設(shè)置表面顏色設(shè)置是否顯示坐標(biāo)和箱子鼠標(biāo)右鍵可選擇圖形編輯形式可保存為WMF格式 程序：SurfX3D打開SurfX3D Newf(x,y,z)=0F(x,y,z)=abs(C1*C2*C3)-0.1C1=sin(2*x*pi)C2=sin(2*y*pi)C3=sin(2*z*pi)設(shè)置顯示表面顏色R=C1*C2*C3*1000G=0B=-C1*C2*C3*1000設(shè)置x,y,z范圍01，Mesh Size為50調(diào)整顯示x,y,z方向的線，線數(shù)20點(diǎn)Draw按鈕畫圖 C即可拷貝圖片，也可輸出為VR

7、ML和 POVRAY格式 程序：Orbital Viewer單擊New按鈕，默認(rèn)畫出4fz3軌道單擊Orbital按鈕“=” n=3，l=d，m=0，Done顯示3dz2軌道設(shè)置渲染的形式、點(diǎn)數(shù)、顏色等各種參數(shù)，可得到好的效果可存為位圖或VRML1.0格式 程序：POVRAY作為專業(yè)繪圖程序，POVRAY結(jié)構(gòu)化學(xué)素材顯得非常簡單，但效果非常好，下面是主要部分(參考3pz.pov)注意POVRAY是左手坐標(biāo)系，需要更換Camera /設(shè)置相機(jī)參數(shù)light_source /設(shè)置光源Background /設(shè)置背景顏色 union sphere , 1 pigment rgbt finish F

8、/原子核object /函數(shù)輪廓isosurfacefunction 0.001*z*(6-sqrt(pow(x,2)+pow(y,2)+pow(z,2)*exp(-sqrt(pow(x,2)+pow(y,2)+pow(z,2)/3)+0.0007 contained_by sphere Axis-1 accuracy 0.2 max_gradient 0.02 open pigment rgbt finish F cylinder , , 0.18/Scale pigment rgb finish F /圓柱cone , 0.72/Scale , 0 pigment rgb finish F

9、 /圓錐/寫坐標(biāo)符號(hào)text ttf timesi.ttf x 0.1 0.1 pigment rgb finish F scale 3.6/Scale translate rotate scale Scale /設(shè)置放大比例 rotate /設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)角度translate/移動(dòng)位置 程序：Hyperchem(商業(yè)軟件)專業(yè)分子模擬程序構(gòu)建苯分子 Setup選擇半經(jīng)驗(yàn)量子化學(xué)計(jì)算方法AM1 Compute進(jìn)行優(yōu)化 ComputeOrbitals修飾分子和分子軌道圖可直接拷貝位圖 程序：Gaussian GaussView(商業(yè)軟件)專業(yè)量子化學(xué)計(jì)算程序 Gaussian計(jì)算苯分子(AM1) %

10、chk=ben.chk GaussView打開ben.chk ResultSurface Cubes ActionsNew Cube選擇分子軌道，序號(hào)11 Surface ActionsNew Surface 顯示苯的分子軌道可存為BMP文件 程序：Arguslab(Free)專業(yè)分子模擬程序構(gòu)建苯分子，并保存(必須) Calculation選擇Optimize Geometry QM選擇半經(jīng)驗(yàn)量子化學(xué)方法AM1 Start進(jìn)行優(yōu)化 Calculation選擇Energy選擇Surface性質(zhì)-選擇分子軌道1318 OK Start Surface-Make Surfaces鼠標(biāo)將MO18拖到

11、Grid窗口，Creat Currently Defined Surface中選Simple Surface按Toggle Display、OK可以存BMP或POV文件 程序：Gabedit(Free)專業(yè)分子模擬顯示程序可以讀各種量子化學(xué)軟件的輸出文件右圖通過Gaussian輸出的CH4分子軌道Cube文件繪制可以存BMP或POV文件BMPPOVRAY Hyperchem Viewer Pro ArgusLabGaussView VMD MolkelGabedit 程序：ViewerLite+POVRAY專業(yè)顯示軟件+專業(yè)繪圖軟件 ViewerLite打開環(huán)己烷D3d-1.msv調(diào)整顯示角度

12、至滿意 FileSave as POV格式D3d-1.pov POVRAY打開D3d-1.pov左側(cè)下拉菜單選擇圖片大小按Run按鈕完成渲染(結(jié)果為BMP文件) “camera ” 后加 “ orthographic” 正交視圖調(diào)整光源，增加第一個(gè)光源的亮度，并設(shè)置不顯示陰影，二、三光源顯示陰影調(diào)整模型顯示效果，增加光滑度 Run得到下面圖1的效果調(diào)整顏色效果可得圖2、圖3圖1圖2圖3 程序：GaussView+ViewerLite+POVRAY為添加對(duì)稱元素，需要標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo) GaussView打開分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) EditPoint Group選擇Enable Point Symmetry按Sy

13、mmetrize對(duì)稱化(顯示點(diǎn)群正確)保存輸出文件為MOL格式 ViewLite打開，選擇顯示模式，保存POV POVRAY中，添加對(duì)稱元素生成BMP圖片 程序：ViewerLite+POVRAY與分子結(jié)構(gòu)程序相似，只增加了晶胞顯示 程序：WinXMorph(Free 注冊(cè))指定晶體的點(diǎn)群、晶面指標(biāo)等即可得到各種典型晶體外型打開WinXMorph FileNew Symmetry 選擇點(diǎn)群-m3(Th) Accept Add Face 加210面，刪除110面，得到Th典型的五角十二面體，可保存為BMP、POV、VRML格式若改為321面，得到偏方復(fù)十二面體若將點(diǎn)群改為23(T)則可得到五角三四面體；若改為43(O)則可得五角三八面體 使用clock為時(shí)間變量 Povray.ini中設(shè)置Initial_Frame = 1Final_Frame =16運(yùn)行POVRAY，產(chǎn)生一系列圖象用視頻軟件連接，得到動(dòng)畫 使用Gaussian對(duì)苯分子進(jìn)行優(yōu)化和頻率分析 GaussView找到苯呼吸振動(dòng)的頻率從Gaussian輸出文件中截取苯的坐標(biāo)和振動(dòng)位移，據(jù)此，可制作苯呼吸振動(dòng)的動(dòng)畫 Reactions Hydrocarbons Chirality Symmetry Orbitals