化學圖文設計與分子模擬計算

本書以著名的桌面化學辦公系統軟件ChemBioOffice2008和廣泛使用的量化計算軟件Gaussian03的使用為例，採用圖形界面與文字敍述相對照的方式，詳細介紹了化學圖文設計和分子模擬計算的方法。內容包括：計算機化學及化學模擬的概念與方法；ChemSketch化學圖文繪製技巧；ChemBioDraw化學生物繪圖工具的使用方法、結構查詢、結構與性質計算；ChemBio3D結構模型構建、修改、顯示與輸出的方法和技巧；ChemBio3D中量子化學接口軟件(MOPAC、Gaussian、Jaguar等)在分子模擬計算中的應用；Gaussian03輸入文件的編制、計算作業的運行、計算結果的觀察等方法；利用GaussView4．1創建、設置、運行與觀察Gaussian輸入/輸出文件的方法。書中採用眾多計算實例，介紹了單點能計算、幾何優化計算、頻率計算、高精度計算、化學反應路徑計算、激發態的計算和溶液中的模擬等計算方法和計算結果的查看。 ^[1] 

本書可作為化學及相關專業高年級本科生、研究生的教材和化學專業教師及有關研究人員的參考書，也可作為相關軟件的使用參考書。 ^[1] 

第1章 計算機與化學

1.1 計算機與化學

1.1.1 計算機化學

1.1.2 計算化學

1.1.3 理論化學

1.1.4 量子化學

1.2 計算機化學的發展

1.3 我國計算（機）化學的發展概況

1.4 分子模擬與量化計算簡介

1.4.1 分子模擬的意義

1.4.2 分子模擬的一般過程

1.4.3 分子模型的構建

1.4.4 分子模擬的方法

1.5 常用化學軟件簡介

1.5.1 化學圖文設計軟件

1.5.2 計算化學與分子模擬軟件

1.5.3 化學數據庫

1.5.4 圖譜解析軟件

1.5.5 數據處理軟件

1.5.6 文獻管理軟件

1.6 計算化學應用

1.7 計算機化學的學習方法

1.8 相關網站及參考書

第2章 ChemSketch的使用

2.1 ChemSketch概述

2.1.1 主要功能

2.1.2 軟件界面

2.2 結構模式

2.2.1 常用工具與快捷按鈕

2.2.2 基本操作

2.2.3 高級操作

2.2.4 二維優化

2.2.5 三維優化

2.2.6 模板的應用

2.2.7 模板的管理

2.3 繪圖模式

2.3.1 常用工具與快捷按鈕

2.3.2 反應能量圖

2.3.3 原子軌道圖

2.3.4 實驗裝置圖

2.4 分子性質的預測

第3章 ChemBioDraw的使用

3.1 ChemBioDraw概述

3.1.1 版本介紹

3.1.2 運行系統要求

3.1.3 新特性

3.2 ChemBioDraw工具欄與文檔

3.2.1 工具欄與窗口顯示

3.2.2 文檔操作

3.2.3 頁面設置

3.3 ChemBioDraw操作實例

3.3.1 畫丙酮分子

3.3.2 使用環工具

3.3.3 畫反應式

3.3.4 畫中間體

3.3.5 使用碎片工具

3.3.6 畫多點配位結構

3.3.7 費歇爾投影式

3.3.8 畫透視圖

3.3.9 畫紐曼投影式

3.3.10 使用立體化學標記

3.3.11 使用模板

3.4 結構式的基本畫法

3.4.1 選擇對象

3.4.2 化學鍵

3.4.3 環

3.4.4 脂肪鏈

3.4.5 畫DNA、RNA序列

3.4.6 展開標籤與壓縮標籤

3.4.7 説明文本與原子標註

3.5 結構式的高級技法

3.5.1 連接對象

3.5.2 組合對象

3.5.3 反映結構

3.5.4 整理結構

3.5.5 原子編號

3.5.6 使用模板

3.5.7 定義別名

3.5.8 三維預覽

3.6 查詢結構

3.6.1 原子屬性

3.6.2 鍵屬性

3.6.3 通用別名

3.6.4 列表元素

3.6.5 聚合物表示法

3.6.6 替換基團

3.6.7 展開查詢結構

3.6.8 反應映射圖

3.7 結構與性質

3.7.1 檢查結構

3.7.2 分析窗口

3.7.3 估算化學性質

3.7.4 體化學性質

3.7.5 化學計量網格

3.7.6 從結構到命名

3.7.7 從命名到結構

3.7.8 估算NMR的化學位移

3.8 繪圖工具的使用

3.8.1 軌道工具

3.8.2 化學符號工具

3.8.3 箭頭與曲線工具

3.8.4 基本繪圖工具

3.8.5 括號工具

3.8.6 TLC工具

3.8.7 生物繪圖工具

第4章 ChemBio3D的使用

4.1 ChemBio3D簡介

4.1.1 版本介紹

4.1.2 量化程序接口

4.1.3 新特性

4.2 ChemBio3D基礎

4.2.1 ChemBio3D主界面

4.2.2 菜單命令

4.2.3 工具欄

4.3 ChemBio3D實例

4.3.1 熟悉ChemDraw面板

4.3.2 使用畫鍵工具和旋轉工具

4.3.3 使用文本工具

4.3.4 分析乙烷的構象

4.3.5 使用二面角驅動器

4.3.6 重疊模型

4.3.7 對接模型

4.3.8 HOMO和LUMO軌道

4.3.9 繪製表面圖

4.3.10 局部電荷

4.4 模型的創建

4.4.1 設置構建模型的選項

4.4.2 使用鍵工具建模

4.4.3 使用ChemDraw面板

4.4.4 使用文本工具建模

4.4.5 使用座標表建模

4.4.6 模型座標

4.4.7 參數表與測量表

4.5 模型的修改

4.5.1 選擇對象

4.5.2 改變元素

4.5.3 改變鍵級

4.5.4 添加分子碎片

4.5.5 使用測量表

4.5.6 設置電荷

4.5.7 原子編號

4.5.8 改變立體化學構型

4.5.9 優化模型

4.5.10 顯示和隱藏原子

4.5.11 移動模型

4.5.12 旋轉模型

4.5.13 改變模型大小

4.6 模型的顯示

4.6.1 結構顯示

4.6.2 分子表面顯示

4.6.3 彈出信息

4.6.4 查看測量表

4.6.5 查看原子屬性表

4.6.6 查看分子內座標表

4.6.7 查看笛卡兒座標表

4.6.8 模型瀏覽器

4.6.9 結構瀏覽器

4.6.10 偏離平面

4.7 模型的輸出

4.7.1 打印與保存

4.7.2 複製與封裝

4.8 分子模擬入門

4.8.1 計算方法概述

4.8.2 分子力學理論

4.8.3 分子動力學模擬

4.9 MOPAC計算接口

4.9.1 計算實例

4.9.2 能量最小化

4.9.3 優化到過渡態

4.9.4 選擇方法

4.9.5 計算性質

4.9.6 文件管理

4.10 Gaussian計算接口

4.10.1 Gaussian接口

4.10.2 能量最小化計算

4.10.3 優化到過渡態

4.10.4 計算性質

4.10.5 創建輸入文件

4.10.6 運行輸入文件

4.10.7 查看輸出結果

第5章 Gaussian的使用

5.1 Gaussian概述

5.1.1 軟、硬件要求

5.1.2 硬盤分區方案

5.1.3 安裝軟件

5.1.4 指定Scratch文件目錄

5.1.5 設置內存和硬盤空間

5.1.6 Gaussian03的鏈接

5.2 啓動Gaussian程序

5.2.1 啓動程序

5.2.2 工作環境初始化設置

5.3 創建Gaussian輸入文件

5.3.1 使用GO3W創建

5.3.2 使用ChemBio3D創建

5.3.3 使用GaussView創建

5.3.4 使用文本編輯器

5.4 執行Gaussian計算作業

5.4.1 在GO3w中運行

5.4.2 在ChemBio3D中運行

5.4.3 在GaussView中運行

5.5 查看Gaussian計算結果

5.5.1 用文本編輯器查看

5.5.2 用GaussView顯示分子的振光譜和NMR譜

5.5.3 用HyperChem進行簡振模式分析

5.5.4 用ChemBio3D顯示計算結果

5.6 運用Gaussian的基本技巧

5.6.1 [Utilities]菜單命

5.6.2 配合使用的輔助軟件

5.6.3 輔助軟件聯用

5.7 Gaussian應用實例

5.7.1 單點能計算

5.7.2 幾何優化

5.7.3 頻率計算

5.7.4 高精度計算

5.7.5 化學反應研究

5.7.6 激發態計算

5.7.7 溶液中的反應

第6章 GaussView的使用

6.1 GaussView基礎

6.1.1 分子集、模型和視圖

6.1.2 菜單命令與工具欄

6.1.3 GaussView參數選擇

6.2 構建分子

6.2.1 使用工具面板

6.2.2 構建分子實例

6.2.3 查看與調整結構參數

6.2.4 高級構建功能

6.3 顯示與保存分子視圖

6.3.1 管理分子視圖

6.3.2 文件操作

6.3.3 打印及保存圖片

6.3.4 指定默認文件位置

6.4 創建Gaussian作業

6.4.1 計算設置面板

6，4.2 設置特殊任務

6.4.3 為作業設置默認值

6.4.4 快速運行作業

6.4.5 觀察和控制計算

6.4.6 指定如何運行CO3w

6.5 查看Gaussian結果

6.5.1 顯示結果數據摘要

6.5.2 顯示原子電荷

6.5.3 顯示錶面和等高線

6.5.4 顯示振動模式及光譜

6.5.5 顯示NMR光譜

6.5.6 顯示紫外可見光譜

6.5.7 查看其他圖形

附錄 能量單位 ^[1]