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计算机在化学中的应用计算机化学是将计算机科学、数学应用于化学的一门新兴的交叉学科,是化学领域的一个重要分支。
计算机化学的英文叫法有多种,如Computers&Chemistry、Computers in Chemistry及Computers on Chemistry。
有时文献中亦会出现Computer Chemistry,但应用较少。
计算化学(Computational Chemistry)通常指分子力学及量子化学计算等,与计算机化学有较大区别。
计算机与化学的联姻始于60年代。
其首先应用领域是分析化学。
因为分析化学的最本征特征是借助于诸种手段收集数据及其数据处理。
到了70年代,计算机化学得以突飞猛进的发展,几乎在化学的每一分支领域都结满了丰硕的成果。
当今的化学几乎无处不用计算机。
计算机(包括数学)已是化学的重要工具,同时计算机化学作为一个学科分支也在迅速发展。
本文拟就如下几个方面作一简单介绍。
一、数据库技术数据库是计算机科学领域中70年代出现的新技术。
化学中的许多数据库正是在70年代历经了由起步、发展,直至成熟的过程。
其中,最具代表性的是用于化合物结构解析的谱图数据库。
目前,几乎所有的大型分析测试仪器均带有数据库及其检索系统。
各种谱学手段的广泛应用对当代有机化学的发展起到了很大促进作用,因为这些物理方法和手段使人们能较精确地了解化合物的结构。
但是,谱图的解释是一较为繁琐,极为费时的工作。
然而,随着计算机技术的发展极大地推进了这一领域的革新。
计算机辅助谱图解析方法可粗略地分为两大类:直接谱图库手段,即谱图检索，间接谱图库手段,包括波谱模拟、模式识别和人工智能。
目前,应用最广泛的是谱图库检索。
此处顺便提及:数据库,英文一般用database或databank表示,而数据库检索却常用librarysearching一词。
所谓谱图库,目前用于结构解析的主要是指质谱、核磁谱和红外光谱。
二、有机化合物结构自动解析该类研究属于人工智能的范畴。
此文档下载后即可编辑计算机辅助药物设计完整版第1章概论一、药物发现一般过程新药的研究有三个决定阶段：先导化合物的发现，新药物的优化研究，临床与开发研究。
计算机辅助药物设计的主要任务就是先导化合物的发现与优化。
二、合理药物设计1、合理药物设计（rational drug design）是依据与药物作用的靶点，即广义上的受体，如酶、受体、离子通道、病毒、核酸、多糖等，寻找和设计合理的药物分子。
通过对药物和受体的结构在分子水平甚至电子水平的全面准确了解进行基于结构的药物设计和通过对靶点的结构、功能、与药物作用方式及产生生理活性的机理的认识基于机理的药物设计。
CADD通过内源性物质或外源性小分子作为效应子作用于机体的靶点，考察其形状互补，性质互补（包括氢键、疏水性、静电等），溶剂效应及运动协调性等进行分子设计。
2、方法分类（1）合理药物设计有基于靶点结构的三维结构搜索和全新药物设计等方法。
后者分为模板定位法、原子生长法、分子碎片法。
（2）根据受体是否已知分为直接药物设计和间接药物设计。
前者即通过结构测定已知受体或受体-配体复合物的三维结构，根据受体的三维结构要求设计新药的结构。
受体结构测定方法：同源模建（知道氨基酸序列不知道空间结构时），X射线衍射（可结晶并得到晶体时），多维核磁共振技术（在体液即在水溶液环境中）。
后者通过一些配体的结构知识（SAR，计算机图形显示等）推测受体的图像，提出假想受体，采用建立药效团模型或3D-QSAR和基于药效团模型的三维结构搜索等方法，间接进行药物设计。
三、计算化学计算化学包括分子模型、计算方法、计算机辅助分子设计（CAMD）、化学数据库及有机合成设计。
计算方法基本上可分为两大类：分子力学（采用经典的物理学定律只考虑分子的核而忽略外围的电子）和量子力学（采用薛定谔方程考虑外围电子的影响，分为从头计算方法和半经验方法）。
常用的计算应用有：（1）单点能计算：根据模型中原子的空间位置给出相应原子坐标的势能；（2）几何优化：系统的修改原子坐标使原子的三维构象能量最小化；（3）性质计算：预测某些物理化学性质，如电荷、偶极矩、生成热等；（4）构象搜索：寻找能量最低的构象；（5）分子动力学模拟：模拟分子的构象变化。
计算机辅助药物设计完整版计算机辅助药物设计是指利用计算机技术和相关软件工具，通过模拟、预测和优化等方法，辅助药物的设计和研发。
这种方法可以提高药物研发的效率和成功率，降低研发成本，因此受到越来越多的关注和应用。
本文将从计算机辅助药物设计的原理、流程、优势和应用等方面进行介绍。
一、计算机辅助药物设计的原理药物是化学物质，其生物活性和药效取决于其分子结构和化学性质。
计算机辅助药物设计的原理就是利用计算机模拟、预测和优化药物分子的结构和性质，选择最优化合成途径，从而达到优化药效，降低毒副作用和增强药物稳定性等目的。
其核心原理和方法主要包括结构生物信息学、分子模拟、分子对接、药效预测和化合物数据库等。
1.结构生物信息学结构生物信息学是指利用计算机和生物学的理论和方法，对生物分子结构进行分析和预测的学科。
在药物研发中，结构生物信息学主要用于预测药物和蛋白质相互作用的结构，从而找到最优的结合方式，从而增强药效和减少毒副作用。
2.分子模拟分子模拟是指利用计算机模拟药物分子的结构和运动状态，从而预测其生物活性和稳定性等性质。
分子模拟可以分为蒙特卡罗模拟和分子动力学模拟两种类型。
其中，蒙特卡罗模拟主要用于模拟从低能量状态到高能量状态的跃迁过程，分子动力学模拟主要用于模拟药物分子在空间中的运动状态和相互作用。
3.分子对接分子对接是指将药物分子和受体分子进行结合和模拟，预测药物与受体的互作方式和作用位点，从而找到具有高亲和力和选择性的药物分子。
分子对接可以分为基于结构的对接和基于药效的对接两种类型。
其中，基于结构的对接利用药物分子和受体分子的结构信息，模拟两者之间的作用，预测药物的亲和力和选择性。
而基于药效的对接则利用已知的药物分子和受体分子的作用信息，模拟新的药物和受体的结合方式，从而预测新药物的药效。
4.药效预测药效预测是指利用计算机模拟和预测药物分子的活性和毒副作用等生物效应，从而评估药物的药效和安全性。
药效预测可以采用机器学习、深度学习等分析方法，构建药效预测模型，对药物分子进行预测和评估。
南开大学化学信息学实验室（二）引言概述：南开大学化学信息学实验室（二）是一个创新性的实验室，致力于将化学和信息学相结合，开展相关研究。
本文将对该实验室的五个主要研究方向进行详细介绍。
这些方向包括化学计算机辅助设计、分子数据挖掘、化学模型预测、拟合研究、以及晶体结构分析。
通过这些研究，实验室为推动化学领域的发展做出了重要贡献。
正文：1. 化学计算机辅助设计1.1 开发化学模拟软件，支持化学反应以及分子构建。
1.2 建立和优化分子模型，用于材料设计和反应预测。
1.3 利用计算机模拟方法研究生物分子的相互作用。
1.4 制定计算参数和方法，提高计算准确性和效率。
1.5 进行机器学习和深度学习算法的研究，用于快速化合物筛选。
2. 分子数据挖掘2.1 构建化学数据集，并进行清洗和预处理。
2.2 应用机器学习算法，挖掘化学数据中的潜在规律和特征。
2.3 用于分子属性预测、反应性预测和化学合成优化。
2.4 利用大数据技术和建模方法，优化化学实验设计。
2.5 提供数据资源和工具，促进化学研究和发展。
3. 化学模型预测3.1 建立化合物稳定性、药物活性等模型。
3.2 利用统计学方法和机器学习算法，预测化学性质。
3.3 进行模型验证和性能评估，提高预测精确度。
3.4 应用模型预测在药物发现和材料设计中的应用。
3.5 开展与其他实验室的合作，验证模型的实际应用效果。
4. 拟合研究4.1 研究分析化学和生物化学中的拟合问题。
4.2 进行拟合算法的开发和优化，提高拟合效果。
4.3 分析各种实验数据，寻找其背后的拟合模型。
4.4 优化拟合参数，减小误差和偏差。
4.5 与实验室合作，验证拟合算法的有效性和准确性。
5. 晶体结构分析5.1 进行X射线衍射实验，收集晶体数据。
5.2 利用晶体学方法解析晶体结构。
5.3 对晶体结构进行建模和优化。
5.4 研究晶体的物理性质和化学性质。
5.5 提供晶体数据的数据库和工具，促进晶体领域的研究发展。
化学工程中计算机辅助设计技术的使用教程随着科技的进步，计算机辅助设计（Computer-Aided Design，简称CAD）技术在化学工程中的应用越来越广泛。
CAD技术的使用可以大大提高化学工程设计的效率和准确性，并且可以帮助工程师进行复杂工艺的模拟和优化。
本文将介绍化学工程中计算机辅助设计技术的基本原理和使用方法，并提供一些实用的技巧和建议。
一、CAD技术在化学工程中的应用在化学工程领域，CAD技术常常用于以下方面：1. 设备设计：CAD软件可以用来设计化学工程中使用的各种设备，包括反应器、蒸馏塔、换热器等。
通过CAD软件，工程师可以快速绘制设备的三维模型，并进行尺寸、材料等参数的调整。
2. 工艺模拟：CAD软件可以模拟和模拟化学工程中的各种工艺。
通过导入化学反应的反应动力学方程和物料平衡方程，工程师们可以使用CAD软件来模拟和优化化学反应的工艺条件。
3. 管道设计：CAD软件可以用来设计化学工程中的管道系统。
工程师可以使用CAD软件绘制管道系统的平面布局和剖面图，并进行管道尺寸、材料、流速等参数的计算和优化。
4. 工程图纸：利用CAD软件，工程师可以绘制各种化学工程设备的工程图纸，包括平面图、剖面图、设备布局图等。
这些图纸可以帮助工程师更好地理解和沟通设计意图。
二、CAD技术的基本原理CAD技术的基本原理是将传统的手绘图纸转换为数字化的几何模型。
通过CAD软件，可以使用鼠标和键盘等输入设备来创建、编辑和修改几何模型，并完成工程图纸的绘制。
CAD软件通常具有以下基本功能：1. 绘图功能：CAD软件提供了丰富的绘图工具，包括直线、圆、弧线、多边形等图形的绘制工具。
通过这些工具，可以快速绘制各种设备和管道的几何模型。
2. 变换和编辑：CAD软件可以对已有的几何图形进行平移、旋转、缩放等操作，以修改图形的尺寸和形状。
3. 参数化设计：CAD软件支持参数化设计，即通过定义参数来约束几何模型的尺寸和关系。
计算机辅助药物设计------基本方法原理概要与实践详解作者朱瑞新2011年1月目录序前言第一章 “计算机辅助药物设计”与MOE概貌一、导言二、“计算机辅助药物设计”概貌三、MOE概貌四、知识拓展五、本章小结六、复习思考题第二章 虚拟组合库设计一、虚拟组合库设计的运用二、组合化学与虚拟组合库设计三、虚拟组合库设计的方法原理四、虚拟组合库设计的操作要领五、知识拓展六、本章小结七、复习思考题第三章 生物大分子结构预测一、生物大分子结构预测的运用二、生物大分子结构测定与生物大分子结构预测三、生物大分子结构预测的方法原理四、生物大分子结构预测的操作要领五、知识拓展六、本章小结七、复习思考题第四章 定量构效关系一、定量构效关系的运用二、构效关系与定量构效关系三、定量构效关系的方法原理四、定量构效关系的操作要领五、知识拓展六、本章小结七、复习思考题第五章 药效团模型一、药效团模型的运用二、活性特征基团和药效团三、药效团模型的方法原理四、药效团模型的操作要领五、知识拓展六、本章小结七、复习思考题第六章 分子对接一、分子对接的运用二、分子（生化）水平的高通量筛选技术和分子对接三、分子对接的方法原理四、分子对接的操作要领五、知识拓展六、本章小结七、复习思考题第七章 全新药物设计一、全新药物设计的运用二、片段组学（基于片段的药物设计）和全新药物设计三、全新药物设计的方法原理四、全新药物设计的操作要领五、知识拓展六、本章小结七、复习思考题第八章 分子动力学、随机动力学和蒙特卡洛一、分子动力学、随机动力学和蒙特卡洛的运用二、体系全部性质测定和分子动力学/随机动力学/蒙特卡洛三、分子动力学、随机动力学和蒙特卡洛的方法原理四、分子动力学、随机动力学和蒙特卡洛的操作要领五、知识拓展六、本章小结七、复习思考题第九章 MOE中其它实用模块一、受体-配体复合物指纹（PLIF）二、大分子质子化（Protonate3D）三、抗体模建（Antibody Modeler）四、知识拓展五、本章小结六、复习思考题参考文献致谢前言本书系作者在近年来为同济大学本科生开设的《计算机辅助药物设计》课程所用讲义基础上，经扩展、补充和修改编写而成。
计算机辅助工艺设计引言计算机辅助工艺设计（Computer-Aided Process Design, CAPD）是一个综合利用计算机技术来辅助工艺设计的领域。
它结合了计算机科学和工艺工程的知识，利用计算机模拟和优化算法，可以提高工艺设计的效率和质量。
本文将介绍计算机辅助工艺设计的基本概念、应用领域和优势，并探讨一些常用的CAPD软件工具。
基本概念1. 工艺设计工艺设计是指在产品设计的基础上，确定实现产品生产所必需的材料、工艺过程和设备配置等内容的过程。
工艺设计直接影响到产品的质量、成本和生产效率。
2. 计算机辅助工艺设计计算机辅助工艺设计是利用计算机科学和工艺工程的方法和工具来辅助完成工艺设计任务的过程。
它可以通过建立数学模型、仿真和优化算法等，提供更有效的工艺设计解决方案。
3. CAPD软件工具CAPD软件工具是支持计算机辅助工艺设计的软件系统。
这些工具通常包括工艺模拟、优化算法、工艺数据管理等功能模块，可以帮助工程师实现全面的工艺设计和分析。
应用领域CAPD在很多工业领域都有应用，下面介绍几个常见的应用领域。
1. 化工工艺设计化工工艺设计是CAPD的典型应用领域之一。
通过使用CAPD软件工具，工程师可以对化学过程进行模拟和优化，提高生产效率，降低能耗和排放。
2. 制造工艺设计制造工艺设计也是CAPD的重要应用之一。
通过CAPD软件工具，工程师可以对生产线进行模拟和优化，设计出更合理的工艺流程，提高生产效率和产品质量。
3. 电子电路设计在电子电路设计领域，CAPD可以帮助工程师进行电路布局设计和信号传输优化。
通过CAPD软件工具，工程师可以快速验证电路设计方案的可行性和性能。
优势与挑战1. 优势计算机辅助工艺设计具有以下几个明显的优势：•提高设计效率：CAPD软件工具可以自动化完成一些繁琐的设计任务，提高设计效率。
•提高设计质量：CAPD可以通过模拟和优化算法，提供更优的设计方案，提高设计质量。
化学计算和计算机辅助药物设计的新进展随着计算机技术的发展和不断更新，越来越多的化学研究变得可能，并且许多领域的化学科学研究已经向计算机模拟和计算机辅助设计的方向发展。
化学计算和计算机辅助药物设计已成为新时代化学领域重要的发展方向。
I.化学计算化学计算是指通过使用计算机模拟大量的化学反应和物质的结构，求解物质性质、解释分子结构、计算化学反应的反应动力学等问题。
随着科技的进步、计算机硬件和软件技术的发展，化学计算越来越得到了广泛应用。
1. 经典计算：经典计算分子动力学和蒙特卡罗模拟是化学计算领域中最古老也是最普遍的计算方法之一。
它们可以较好地描述体系的总体行为，特别是用于描述多个分子之间的相互作用过程，并可以用于研究新材料和药物的结构及其在化学反应过程中的行为。
2. 量子计算：量子计算是指利用量子力学理论建立计算机的方法，通过反应性分子动力学模拟等方式来计算分子之间的相互作用及其反应机理。
II. 计算机辅助药物设计计算机辅助药物设计也是化学计算的一个分支。
它是指利用计算机技术来辅助药物分子设计和优化药物分子的药效、毒性和代谢行为等。
通过借助计算机辅助药物设计，可以提高药物发现的效率，减少药物研究的成本和时间。
1. QSAR分析（定量结构活性关系）：通过对药物分子结构的量化描述，以及对药效和毒性的数学表达，通过建立预测模型来评估和预测化合物的活性和毒性。
2. 分子对接：分子对接是一种分子识别的计算方法，它可以在计算机中比较好地模拟分子间的相互作用，并通过计算热力学及动力学参数，来确定药物分子与靶标分子之间的潜在相互作用。
3. 三维分子建模：通过计算机模拟和计算分子结构，将药物分子的空间结构反映到分子力场组合的三维模型中，以分析结构和作用本质，并进行药物的优化设计。
III. 新进展计算机辅助药物设计的技术以及化学计算在药物领域的应用已经取得了很大进展。
1. 结合人工智能：使用神经网络、深度学习等人工智能技术，可建立一个全面的、由化学描述符、应用技术如分子对接、分子动力学等为基础的药物-靶点相互作用的模型，来快速、高效地筛选有潜力的化合物，以进一步提高药物发现的效率及成果水平。
第一部分：前言计算机作为一种化学学习和研究的工具有着不可替代的作用。
它不仅能够帮助我们进行文字及图形处理等，而且可以在化学学习与研究的各个方面协助我们更快、更好的工作。
本课程将陆续介绍一些常用的能在PC机上使用的化学类软件，以期能帮助同学们在自己的学习和研究中做出有效、快速的选择。
常用化学类软件大致可分为以下几类：化学绘图：●●●实验装臵绘制：ChemLab数据处理：Origin, SigmaPlot图谱模拟和解析：ChemWindow 6.0 Spectroscopy版，gNMR，MassSpectra Simulator，IR SearchMaster，IR Mentor Pro分子力学和量化计算：Hyperchem，WinMOPAC，Gaussian03，Gamess，MATLAB。
化学资料的管理：ChemFinder，Reference Manager需要说明的是，随着PC机类化学软件不断的得以发展。
许多公司逐渐开发了自己的综合化学软件包。
例如：Bio-Rad 公司出品的Sadtler Suite 1.2软件包，由ChemWindow 6.0 Spectroscopy版，IR SearchMaster6.0，IR Mentor Pro2.0和Symapps6.0四部分组成。
Cambridgesoft公司出品的Chemoffice系列。
其中最新版本为Chemoffice2006。
它主要由Chemdraw10.0，Chem3D10.0和ChemFinder10.0三部分组成。
可以说，以后这种集成性的软件包会越来越多，功能也会越来越强大，越来越完整。
下面我们来分类介绍这些软件的基本功能。
第一章化学绘图第一节总论有关化学绘图的软件市面上非常之多，它们各有所长。
既有商品的，亦有对教育界及家用免费的。
其功能主要是描绘化合物的结构式、化学反应方程式、化工流程图、简单的实验装臵图等化学常用的平面图形的绘制。
常见的这类软件有：●ChemDraw●ChemWindow ●Chemsketch●ISIS Draw●SmartDrawChemDraw为当前最常用的化学绘图软件。
其最新版本为Ultra 10.0。
ChemDraw Ultra 10.0 是CHEMOFFICE 2006的组成部分之一。
具体来说，具有以下几大功能：（1）、绘制、标注分子结构图、化学方程式和实验装臵图，预测分子的常见物理化学性质如：熔点、生成热等。
在ChemDraw的工作区域（工作区域可以任意选择为ChemDraw提供的模板或自定义形式）中，我们可以利用窗口左边的工具框绘制各种分子结构式，反应方程式和实验装臵。
需要说明的是，在Chemdraw中绘制的一般线形图可以利用view菜单下的3D model命令很方便的转换为3D模型。
不过，这个模型只是一个示意图。
不能真正表示分子的三维结构。
下面是ChemDraw预测分子的常见物理化学性质的一个演示。
一般来说，这些性质包括：Formula，Exact Mass，Mol. Wt，Element Ratio，Boiling Point，Melting Point，Critical Temp，Critical Pres，Critical Vol，Gibbs Energy，Log P，MR，Henry's Law，Heat of Form，CLogP，CMR等。
（2）、模拟分子结构的核磁共振谱（H-NMR和C13-NMR）。
ChemDraw具有模拟分子核磁共振谱的功能。
在软件的绘图工作区域画出一个分子结构。
然后利用Structure菜单中的1H-NMR shift和C13-NMRshift命令即可得到。
如下图：在ChemDraw的工作区域中，实际上就象一张word文档，为了所绘出的图和一些标注、文字、解释、说明、数据能够较为和谐的摆放到适当位臵，用户可以在ChemDraw的工作区域进行排版。
ChemDraw很好的支持了该项功能。
另外，ChemDraw的插件还可以令我们在网页中对分子结构进行简单的编辑和处理。
ChemWindow和ChemDraw比较类似，是一个综合性的化学绘图软件。
但是它的一个突出特点是与光谱的结合（特指Spectroscopy 版）。
ChemWindow 6.0 Spectroscopy 版包括三大部分：(1) 绘画化学结构、化学反应式和化学实验装臵。
这与ChemDraw比较类似。
不过它不能预测化合物的物理化学性质。
(2) 光谱曲线处理：可直接调入色谱图、光谱图、NMR图、质谱图等曲线进行处理、标注，并以使用者的意愿和要求的格式输出其图谱或转入其它应用软件中如Microsoft Word、PowerPoint等，便于出版或报告。
(3) 光谱预测和解析工具：这是ChemWindow与其他软件差别最大的地方，也是优势最明显的地方。
当然，该功能仅限于ChemWindow 6.0 Spectroscopy 版。
该版本软件可以根据结构预测化合物的红外光谱和核磁共振(C13-NMR)谱，并进行光谱解析。
在ChemWindow的工作区域绘出一个分子结构。
选择Analytical菜单下的IR Correction选项，即可得到该结构的红外模拟光谱。
在该模拟光谱框中，还会显现出红外光谱结构所对应的各个峰和强度。
ChemWindow Spectroscopy版带有巨大的C-13化学位移数据库，对任意一个化合物结构，ChemWindow Spectroscopy版可以通过检索C-13 NMR数据库，预测该结构的C-13化学位移，并标记在相应的位臵上。
绘出分子结构后，利用Analytical菜单下的Find C-13NMR Shift选项就可以打开核磁模拟窗口，并可以查看每个C所对应的核磁峰。
该软件没有附带H核磁的功能。
ACD/ChemSketch 是高级化学发展有限公司(ACD)设计的用于化学绘图用软件包，其最新版本是5.0。
该软件可用于画化学结构、反应和图形。
也可用于设计与化学相关的报告和出版物。
它从绘制最基本的化学结构式到推算其宏观特性、化学反应图表、DNA 双螺旋、电子轨道，甚至绘制化学反应实验装臵、实验室警告标志，以及与化学相关内容的海报、投影。
ACD/ChemSketch 有如下主要模式：（1）结构模式：用于画化学结构和计算它们的性质；（2）画图模式：用于文本和图象处理；（3）分子性质模式：对以下性质进行估算：分子量、组成、摩尔折射率、摩尔体积、等张比容、折射率、表面张力、密度、介电常数、极性。
Chemsketch功能与ChemWindow和ChemDraw相比，它没有ChemDraw 那样包罗万象，也没有ChemWindow那样在光谱方面有独特的功能。
但是，Chemsketch以其方便的操作和友善的界面，在绘制分子结构式方面显的更盛一筹。
ISIS Draw是一款老牌的绘图软件，是历史最悠久的一款。
其界面简单，操作也相对方便。
另外，它提供了方程式的检查功能，可以检查所输入的方程式是否正确。
另外，计算分子质量等一般功能包含在ISIS Draw 中。
SmartDraw是一个综合绘图工具。
是流程图软件的代名词。
它不仅能绘制化学工程图，而且可以绘制各种类型的工程类的图形，比如组织结构图，网络图，电器工程图，地图等。
在自然科学中我们可以选择绘制有机物结构式图和化学实验流程图。
相比之下，该软件虽然没有了前三个软件的专业性，但是包罗万象是它的优点，它可以在一个文档中绘出很多种类型的流程图，为综合性设计提供了良好的集成环境。
以上我们只要讲的是关于二维绘图。
实际上，在我们的研究工作中，分子的三维结构显得更加重要，特别是在分析有机反应，推测化合物性质等方面。
现在，比较流行和实用的分子三维结构的绘制软件大致有以下几个。
●Chem3D ●Symapps ●Rasmol ●ChemBuilder3D●WebLab Viewer ProChem3D 同ChemDraw、ChemFinder一样，是ChemOffice的组成部分，Chem3D Ultra 10.0 是CHEMOFFICE 2006的组成部分之一。
Chem3D的功能大致可以分为：（1）建模；（2）测量与分析；（3）计算三大块功能。
（1）建模：在Chem3D Ultra 10.0中，用户即可以自己在文档中建立模型，也可以从Chemdraw中画好后贴入Chem3D的工作区域中。
相比之下，在Chem3D中建立模型较为困难，因此一些结构较复杂的分子图大多在ChemDraw中完成，然后在导入Chem3D中进行转化。
在Chem3D中，可以显现多种形式的分子三维结构。
而且，还可以定制显示的三维结构的具体细节，比如说显示的结构形式，原子颜色，键的粗细，原子上所显示的如原子的序号及鼠标滑至原子上显示的信息等都可进行自定义。
（2）测量与分析：Chem3D Ultra 9.0具有较强的结构测量和分析功能。
首先，我们看Chem3D的测量功能。
Chem3D可以测量分子中各个原子的笛卡儿坐标和内部坐标。
也可以测出分子内各键的键长，键角，二面角。
另外，Chem3D还可以测量分子的Hückel分子轨道，并绘出根据选择，可以所有的分子轨道图和分子电荷密度分布图。
前一幅图为绘制的Hückel分子轨道图及其设臵页面和选项。
后一幅为Hückel总的电荷密度分布图。
另外，Chem3D还可以计算一些分子的相关物理或化学性质。
（3）计算：Chem3D具有了一定的计算功能，可以在一定程度上完成计算化学的一些任务。
虽然这些计算不能代替专业的计算化学专用软件，比如Guassian 03，Hyperchem等软件，但是对小分子的一些简单计算还是基本上可以满足的。
Chem3D 提供了以下几种计算方法：分子力学中的MM2方法；. 量子力学中的半经验方法，包括扩展Hückel理论、MINDO/3、MNDO、MNDO-d、AM1、PM3 方法和CS 公司的MOPAC。
另外，Chem3D还提供了一个Guassian 98的图形化界面，可以利用其简化相应的输入和计算。
除了这3大功能之外，Chem3D还提供了一个插件，利用该插件，可以方便的在web页中显示，旋转以便于观察。
Symapps和Chem3D略有相似之处。
它是立体结构化学的工具，Symapps 6.0与ChemWindow 6.0直接相连，在ChemWindow 6.0中绘画的二维化学结构式，可直接转入到Symapps，转化成三维立体结构，见下图。
该图为ChemWindow 6.0 与Symapps 6.0的联通。
相比之下，它的功能就没有Chem3D强大。
一是它本身不能创建分子模型，只能打开别的工具已经绘制好的二维模型。
