Что программа умеет считать 1 страница

HyperChem v. 7

это мощная 32-разрядная программа, разработанная для Windows 95, 98, NT, 2000 и XP компанией Compuchem.

Ввод молекулярной структуры

· Здание молекул в программе HyperChem очень просто: выбираете элементы из периодической таблицы Менделеева, и "мышью" делаете эскиз молекулярной структуры. С помощью мыши вы можете вращать и изменять молекулярную структуру.

· Затем программа преобразовывает эскизы в трехмерные структуры

· Эскиз молекулярной структуры составляется легко: для каждого нового атома задаются длины новых связей и углы относительно других связей в молекуле.

· Строительство кластеров и молекулярных комплексов очень легко, так же как и перемещение групп атомов.

· Можно строить пептиды и нуклеиновые кислоты из аминокислоты и библиотек нуклеотидов.

· Строительство больших молекул возможно путем изменений в любой точке.

· Для изучения водных растворов программа умеет добавлять периодическую структуру, содержащую молекулы воды.

· Программа читает данные в различных форматах: Brookhaven PDB, ChemDraw CHM, MOPAC Z-matrix, MDL MOL and ISIS Sketch, и Tripos MOL2.

Типы Вычислений

· Одноточечные вычисления определяют молекулярную энергию и другие характеристики для данной установленной геометрии.

· Оптимизация геометрии путем минимизации энергии.

· Вычисления частот нормальных колебаний для уже оптимизированной структуры. Программа умеет рисовать колебательный спектр, а также может изобразить колебательные движения, связанные с конкретными колебательными состояниями.

· Поиск переходного состояния, то есть поиск метастабильные структуры, соответствующие переходному состоянию.

· Программа может использовать метод "Synchronous Transit", после чего рассчитывает параметры молекулы.

· Моделирование молекулярной динамики: вычисление классических траекторий для молекулярных систем. Квантовые силы могут использоваться для моделирования реакционных столкновений. Времена нагрева, установления равновесия, охлаждения могут быть использованы для моделирования annealing и для исследований других температурно зависимых процессов. Возможно моделирование процессов как при постоянной энергии, так и при постоянной температуре.

· Для моделирования столкновений с молекулами растворителя программа вдобавок к обычным межмолекулярным силам может добавить фрикционные и случайные силы (по Ланжевену).

· Для вычисления температурно-зависимого равновесных характеристик, а также для изучения возможных конфигураций статистического ансамбля программа использует методы Монте Карло.

Вычислительные Методы

· Квантовая механика Ab Initio

Есть выбор из большого количества обычно используемых базисов (от STO-1G до D95**), включая стандартные базисы STO-3G, 3-21G, 6-31G* и 6-31G**
Дополнительные базисные функции (s, p, d, sp, spd) могут быть добавлены к индивидуальным атомам или к группам атомов. <\li>

· Полуэмпирическая Квантовая механика

HyperChem предлагает десять полуэмпирических методов, (есть возможность рассчитывать комплексы переходных металлов). Эти методы пригодны также и для спектрального моделирования.

Есть большой выбор методов: Extended Huckel, CNDO, INDO, MINDO/3, MNDO, MNDO/D, AM1, PM3 (включая переходные металлы), ZINDO/1 и ZINDO/S.

Что программа умеет считать

· Относительную стабильность изомеров,

· Теплоту образования,

· Активационную энергию,

· Атомные заряды,

· HOMO-LUMO запрещенную энергетическую зону,

· Потенциалы Ионизации,

· Сродство к электрону,

· Дипольные моменты,

· Электронные энергетические уровни,

· Электронную корреляционную энергию,

· Конфигурационное взаимодействие,

· Структуру и характеристики переходного состояния,

· Энергия взаимодействия для несвязанных состояний,

· Видимые и УФ-спектры,

· ИК спектры поглощения,

· Влияние изотопного замещения на колебательный спектр,

· Влияние столкновений на структурные свойства,

· Стабильность кластеров.

Подробности о новшествах в 7-й версии программы можно прочитать здесь:
What is new in HyperCghem v.7? Вы можете скачать бесплатную демонстрационную версию HyperChem 7 на сервере HyperChem Evaluation DownLoad". Лицензия позволяет вам работать с этой демонстрационной программой только 30 дней. Cкопировать из БХФ: databases/HyperChem7.zip(zip, 43611 kb)

ПРОГРАММА HyperChem<o:p></o:p> <![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

1.<o:p></o:p>Программа HyperChem<o:p></o:p>

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

На сегодняшний день методы квантовой химии и молекулярной динамики получили широкое распространение в численном моделировании электронной и атомной структур сложных систем молекулярных, кристаллических и переходных (нано) размеров. Это связано с технологическим развитием соответствующего математического обеспечения. Сейчас в мире функционирует достаточно много современных вычислительных комплексов, реализующих методы квантовой химии и молекулярной динамики, однако, для широкого круга пользователей наиболее доступно использование этих методов обеспечивается известной квантово-химической и молекулярно-динамической программой HyperChem. Все результаты молекулярно-динамического моделирования, представленные в данной мультимедийной программе получены с использованием различных версий. Бесплатную демонстрационную версию этой программы читатель можно получить на сайте корпорации Hypercube (http://www.hyper.com/). Весьма полезную, интересную и более доступную информацию, касающуюся версий программы, имеющих хождение в нашей стране можно также получить и по адресу www.prognauka.narod.ru.

Документация к программе HyperChem на английском языке находится в файлах CDK.pdf, GetStart.pdf, Referenc.pdf. Для исследователей, абсолютно незнакомых с методами и программами квантовой химии и молекулярной динамики в данном руководстве приводится некий «курс молодого бойца», который позволяет легко начать работу с программой HyperChem. <![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

После установки и запуска программы на мониторе появляется окно (вне зависимости от версии программы).<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Части окна HyperChem<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Строка названия показывает имя файла, с которым Вы работаете. Если Вы работаете во вновь созданном файле, имя появляется как untitled.

Строка меню содержит имена других HyperChem меню:<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

File Файл,

Edit Редактирование,

Build Построение объектов,

Select Выделение,

Display Отображение,

Databases Базы данных,

Setup Установки,

Compute Расчет,

Cancel Отмену,

Script Сценарий,

Help Подсказку.<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Панель инструментов Левая сторона строки инструментов содержит восемь клавиш инструментальных средств, которые Вы используете, чтобы построить, выбрать, отобразить, и переместить атом или молекулу (см. ниже "Использование мыши").<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Строка состояния показывает текущую информацию, такую как количество атомов в молекуле, которое к настоящему времени отображается, состояние вычисления, энергию или величину градиента. Когда Вы выбираете пункт меню, краткое описание пункта появляется в строке состояния.<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Кнопки управления меню содержат команды, позволяющие менять размеры, перемещать, расширять и закрывать окно HyperChem. Они также содержат команду Ключа, которая позволяет Вам активизировать другие окна.

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Использование мыши<o:p></o:p>

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Работа в HyperChem по большей части происходит при помощи мыши. Она используется следующим образом:

<![if !supportLists]>1. <![endif]>Точка - перемещение точки (скольжение), при этом курсор указывает, что Вы хотите выбрать в окне HyperChem.<o:p></o:p>

<![if !supportLists]>2. <![endif]>L-Нажатие - щелчок левой кнопкой мыши.

<![if !supportLists]>3. <![endif]>R-Нажатие - щелчок правой кнопкой мыши. Обычно, R-нажатие имеет противоположный эффект L-нажатию.

<![if !supportLists]>4. <![endif]>Двойное нажатие - быстрый двойной щелчок левой кнопкой мыши.

<![if !supportLists]>5. <![endif]>L-протяжка или R-протяжка - нажатие на левую или правую кнопку мыши, и перемещение, не отпуская кнопки, (скольжение) курсора в новую позицию в рабочей области.

<![if !supportLists]>6. <![endif]>LR-протяжка - нажатие и удержание левой кнопки мыши, затем правой кнопки и перемещение курсора в новую позицию в рабочей области.

<![if !supportLists]>7. <![endif]>RL-протяжка - так же, как LR-протяжка, но вначале нажатие правой кнопки мыши.<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Курсор мыши способен изменять форму. Чтобы это увидеть:

<![if !supportLists]>1. <![endif]>Укажите на инструментальное изображение (Draw) нажмите левую клавишу.<!--[if gte vml 1]> <v:shape id=_x0000_i1028

style="WIDTH: 23.25pt; HEIGHT: 23.25pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata

o:title="Рисунок02"

src="./chapter_01.files/image005.png"></v:imagedata></v:shape><![endif]--><![if !vml]><![endif]>

<![if !supportLists]>2. <![endif]>Переместите курсор в рабочую область. Курсор приобретает соответствующую форму:

<![if !supportLists]>3. <![endif]>Укажите на инструментальное изображение (Select) и нажмите левую клавишу.<!--[if gte vml 1]> <v:shape id=_x0000_i1029

style="WIDTH: 21.75pt; HEIGHT: 23.25pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata

o:title="Рисунок03"

src="./chapter_01.files/image007.png"></v:imagedata></v:shape><![endif]--><![if !vml]><![endif]>

<![if !supportLists]>4. <![endif]>Переместите курсор в рабочую область. Он приобретает соответствующую форму. Таким же образом изменяется форма курсора при выборе остальных шести клавиш строки инструментов.

<!--[if gte vml 1]><v:shape id=_x0000_i1030

style="WIDTH: 24pt; HEIGHT: 22.5pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata

o:title="Рисунок04"

Клавиатурные альтернативы<o:p></o:p>

HyperChemобеспечивает стандартные альтернативы клавиатуры

Чтобы открыть меню, использующее клавиатурную альтернативу, нажмите одновременно кнопку [Alt] и клавишу [S]. Открывается меню Выбора (Select).

Таким образом, можно открыть и все остальные меню, нажимая одновременно с [Alt] на клавишу первой буквы названия (F для меню File и т.д.).

Чтобы закрыть меню: нажмите [Alt] или клавишу [Esc].

Чтобы выбрать один из пунктов уже открытого меню: нажмите одновременно на кнопку [Alt] и клавишу, соответствующую первой букве названия пункта меню (A для пункта Atom).

Кратчайшие клавиатурные пути<o:p></o:p>

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>HyperChemимеет различные кратчайшие клавиатурные пути.

[Ctrl] + [N] - создать новый файл (New на Файловом меню).

[Ctrl] + [O] - открыть файл (Open на Файловом меню).

[Ctrl] +[S] - сохранить (Save)

[Ctrl] + [X] - вырезать (Cut)

[Ctrl] + [C] - копировать (Copy)

[Ctrl] + [V] - вставить (Past)

[Alt] + [F4] - выход (Exit)

[F4] - построение изоповерхностей

[F9] - копирование всего изображения (Copy ../book/image(III)/Image) в меню Редактирования.

[Esc] - отмена. <![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Открытие файла образца Sample File<o:p></o:p>

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

В программе HyperChem Вы можете работать с молекулами тремя способами:

<![if !supportLists]>1. <![endif]>Инструментальные средства дают возможность создать двухмерную (2D) структуру молекулы и затем преобразовывает ее с помощью моделепостроителя HyperChemв трехмерный (3D) вид.

<![if !supportLists]>2. <![endif]>Выбор остатков позволяет последовательно выбрать из HyperChem/Lite уже готовые остатки аминокислот и нуклеотидов (нуклеозидов), чтобы создать белки и нуклеиновые кислоты.

<![if !supportLists]>3. <![endif]>Чтение: набор атомных и молекулярных координат, которые были сохранены в HyperChem формате входного файла (файл HIN) или формате Белкового банка данных Brookhaven Protein Data Bank (файл ENT), а также в ряде других форматов.<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Открытие HIN файла <o:p></o:p>

<![if !supportLists]>2. <![endif]>Нажатием левой кнопки мыши (L-Нажатие) откройте файловое меню

<![if !supportLists]>3. <![endif]>В диалоговом блоке меню выберите Open (Открыть)

<![if !supportLists]>4. <![endif]>Появляется список файлов, среди которых необходимо выбрать нужный и L-Нажатием кнопки мыши открыть его.<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

<!--[if gte vml 1]><v:shape id=_x0000_i1036

style="WIDTH: 318.75pt; HEIGHT: 291.75pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata

o:title="Рисунок10"

Использование дисплейных установочных параметров<o:p></o:p>

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

HyperChem автоматически использует дисплейные установочные параметры с последнего сеанса работы. Выбрать дисплейные установочные параметры можно, используя пункт меню Display (Отображение).

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Использование подписей атомов и молекул<o:p></o:p>

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Если молекула отображается с подписями атомных зарядов и пр., удалить их можно следующим образом:

<![if !supportLists]>1. <![endif]>L-Нажатием кнопки мыши открыть Labels (Этикетки).

<![if !supportLists]>2. <![endif]>В списке подписей атомов автоматически помечено None(Ничто).

<![if !supportLists]>3. <![endif]>L-Нажатие на OK отменяет подписи атомов. Диалоговый ящик закрывается, и подписи не отображаются.

Чтобы использовать подписи необходимо в диалоговом окне пометить интересующее и нажать ОК. Диалоговый ящик закрывается, и молекула помечается выбранными символами (химическими символами элементов, зарядами и пр.).

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Использование молекулярных изображений<o:p></o:p>

<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Чтобы изменить изображения молекулярной системы:

<![if !supportLists]>1. <![endif]>Выбрать Renderings в Display меню.<o:p></o:p>

<![if !supportLists]>2. <![endif]>В диалоговом меню выбрать и пометить, например, Bolls (Шары).

<![if !supportLists]>3. <![endif]>В верхней части диалогового окна нажать на клавишу Bolls, которая открывает лист параметров.<![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

<!--[if gte vml 1]><v:shape id=_x0000_i1037

style="WIDTH: 248.25pt; HEIGHT: 247.5pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata

o:title="Рисунок11"

<!--[if gte vml 1]><v:shape id=_x0000_i1038

style="WIDTH: 246.75pt; HEIGHT: 246.75pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata

o:title="Рисунок12"

<![if !supportLists]>4. <![endif]>Если удалить метку (Ц) Shading (Затенения) и нажать ОК, будет получено приближенное, но быстро обрабатываемое объемное изображение молекулы.

<![if !supportLists]>5. <![endif]>Если же отметить Shading и затем нажать OK, это даст пространственно заполненное изображение.

<![if !supportLists]>6. <![endif]>Если в диалоговом меню выбрать Ц Sticks & Dots (Стержни и точки). Такое представление хорошо демонстрирует форму молекулы. <![if !supportEmptyParas]><![endif]> <o:p></o:p>

Нажатие клавиши [F2] позволяет восстановить параметры изображения молекулы, выбранные ранее. Это - эквивалент выбора Last Rendering (Последний раз) в дисплейном меню.