chemical3D教程

Chapter 1 Introduction

1.1 启动Chem3D

在开始(Start)菜单中点击所有程序(P), 选择弹出菜单中ChemOffice2004中的Chem3D Ultra 8.0即可启动程序

1.2 Chem3D 界面结构

Chem3D软件的最大特点就是界面结构简单。和ChemDraw类似，Chem3D

打开后的窗口包含：工作窗口, 信息窗口, 列表窗口, 工具栏, 菜单栏等,

如图1所示。

1.3 图形工具栏

图形工具栏包含所有能够在工作窗口绘制结构图形的工具，选择这些工具后，光标将随之改变成相应的工具形状。工具板见图1-2

其它的类似于ChemDraw，有兴趣的同学可以参考FTP所提供的英文参考资料 Chapter 2 建模简要教程

2.1 使用键工具建模

首先打开工作窗口 （File菜单 – New Model）

2.1.1 建模

在工具栏选择单键工具

将鼠标移动至工作窗口，按住鼠标左键拖动鼠标即可绘制简单的乙烷分子。

（注意：View-Settings-Model Build – Rectify 选择上后会自动为所绘制的分子结构加上氢原子）

2.1.2 旋转模型：

选择旋转工具 可以在任意方向选择所绘制的分子。

1：将鼠标移动至工作窗口，按住鼠标左键

2：在任意方向拖动鼠标可以旋转模型

注意：当拖动鼠标时，会出现一个圆。在圆内拖动鼠标使得模型绕X和Y轴旋转。

当鼠标在圆外时，模型绕Z轴旋转。

如图所示

2.1.3 查看模型分子信息

选择选择工具，将鼠标移动至相应原子位置将显示相应的原子序数，元素标识及原子类型。如下图所示

将鼠标移至C-C键上将显示键长及相应的键级

在选择原子的同时，按住Shift键可以同时选择多原子，可以通过这样查看相应的键角和二面角。

1：选择C（1），C（2）和H（7）

2：将鼠标移至任意的所选择的原子或键上将显示所选择的键角

类似的操作可以用来显示二面角。

2.2 修改模型分子

2.2.1 修改键类型

1：选择双键工具

2：按住鼠标左键，从C（1）的位置拖动鼠标至C（2）的位置将乙烷分子更改为乙烯分子。

3：将鼠标移至该键将显示该键为双键，其相应的键长和键级发生改变

2.2.2 添加键

在添加键时可以将H隐藏使得操作更为简洁。

隐藏H原子可以通过两种方式实现：

1：Tools菜单 –〉Show H’s and Lp’s

2: 使用快捷方式 Ctrl + H

选择单键工具. 从一个C原子拖动鼠标可以添加一个单键，继续重复以上操作直至生成环已烯。

2.2.3 显示原子序数和元素标号

从Object菜单 –〉Show Serial Numbers 选择 Show 显示原子序数

从Object菜单 –〉Show Element Symbols 选择 Show 显示元素标号

2.3 使用文本工具建模

2.3.1 绘制4-甲基-2-戊醇

和ChemDraw将名字转化为结构类似，Chem3D也可以使用文本工具建模。

下例演示如何使用文本工具构建 4-甲基-2-戊醇

1：选择文本工具

2：将鼠标移动至工作窗口，单击鼠标左键，将出现文本框

3：在文本框中输入元素标识，输入规则如下

以分子中最长的链为骨架，其它的基团为取代基。取代基紧接所连接的原子，用圆括号表示。 如对于4-甲基-2-戊醇在文本框中输入 CH3CH（CH3）CH2CH（OH）CH3

2.3.2 绘制反式1，2-二甲基环戊烷

1：选择文本工具

2：在文字框中输入 CH（CH3）CH（CH3）CH2CH2CH2

如需将反式1，2-二甲基环戊烷更改为顺式1，2-二甲基环戊烷仅需

1) 使用选择工具选择C（1）

2) 从Object菜单选择Invert则将反式1，2-二甲基环戊烷更改为顺式1，2-二甲基环戊烷

2.3.3 绘制蛋白质模型

1） 选择文本工具

2） 在文字框中输入H(Ala)12OH即可得到蛋白质分子的模型

通过旋转分子可以显示a-螺旋结构

1） 选择显示模式为-〉Wire Frame

2） 选择分子

3） 选择显示模式为Ribbons则可显示通常在生物分子中的显示模式

2.4 查看分子构型数据

绘制分子之后，在Chem3D中可以通过测量工具在列表窗口显示分子的键长，键角等相应数据。具体操作如下：

1：绘制相应的分子

2：从Analyze菜单中选择Show Measurements，在弹出菜单中选择

Show Bond Lengths

Show Bond Angles

Show Dihedral Angles

将在右边的列表窗口中分别显示键长，键角，二面角数据

2.5 从ChemDraw中导入结构 1：在ChemDraw中绘制苯环

2：选择所绘制的苯环

3：Copy & Paste 到 Chem3D 的工作窗口

同样，也可将Chem3D的结构图粘贴至ChemDraw中。

2.6 显示分子势能面及其它Surfaces

在前线轨道理论中，最高占据轨道和最低空轨道具有重要的意义。下面将讲述如何绘制简单的分子轨道及势能面。

1：绘制简单的乙烯分子

2：从Analyze菜单中，选择Extended Huckel Surfaces

3：从View菜单中选择Molecular Orbitals

4：在弹出窗口中选择相应的轨道，如HOMO（N=6）

5：点击Show Surfaces

将显示Pi成键轨道的等值面

如需显示最低空轨道则选择 LUMO（N=7）

2.7 计算部分电荷

1：通过文本工具绘制苯酚

2：从Analyze菜单中，选择Extended Huckel Charges

电荷将出现在信息窗口中。

要在工作窗口中显示部分电荷可以通过以下操作进行： 1：从View菜单中，选择Setting

2：在Model Display中，选择 Color By“Partial Charge”