3д программа для создания химических веществ. Компьютерные программы по химии. Практикум по химии. Задачи и решения

ЯМР

Обработка и интерпретация одномерных и двумерных ЯМР данных, подвластная экспертам, теперь доступна менее опытным пользователям ЯМР благодаря программному обеспечению для соотнесения и расшифровки ЯМР спектров. Создавайте базы данных экспериментальных спектров и предсказывайте ЯМР спектры любых одномерных и двумерных экспериментов для ваших химических структур.

Масс-спектрометрия

Обрабатывайте и интерпретируйте масс-спектральные и комплексные данные и удобно управляйте ими. Предсказывайте масс-фрагментацию. Используйте комплексные наборы данных (LC/MS, LC/MS/MS, LC/DAD, CE/MS, GC/MS) для выделения хроматографических компонентов из сложных образцов.

УФ-ИК спектроскопия

Обрабатывайте, интерпретируйте и удобно управляйте оптическими спектрами измеренными в широком диапазоне, включающем весь оптический диапазон спектроскопии от 1 см-1 до 100,000 см-1 (от 100 до 10,000,000 нм) с использованием методов УФ, ИК, видимой и Рамановской спектроскопии.

Хроматография

Разрабатывайте, выбирайте и оптимизируйте методы разделения, обрабатывайте экспериментальные хроматограммы и управляйте ими, моделируйте LC и GC хроматограммы, используя предсказания на основе химической структуры.

Химические базы данных

Объедините химические знания вашей компании, ускорьте процесс принятия решений и увеличьте оборачиваемость проектов с помощью мощного, но простого в использовании программного пакета. Хранение и управление всей информацией для каждой структуры, реакции, синтетической последовательности, добавление связанных данных, таких как биологическая и токсикологическая информация, описательные текстовые поля, идентификаторы проекта, ссылки на связанные документы и аналитические данные – все с полноценными возможностями поиска по структурным или текстовым запросам.

Предсказание физико-химических свойств и токсичности (ADME/Tox)

PhysChem Suite

Полный набор инструментов для предсказания молекулярных физических свойств на основе химической структуры, включающий pKa, logP, logD, и растворимость в зависимости от pH

ADME/Tox Prediction (Pharma Algorithms)

Объединение предсказательной программы ADME/Tox компании Pharma Algorithms с результатами расчетов физикохимических свойств ACD/Labs позволяет точно прогнозировать ADME и токсичность для широкого ряда соединений. Моделируйте эффекты от изменения структуры и используйте ваши собственные данные для увеличения точности предсказаний.

Химическая Номенклатура

Генерируйте систематические номенклатурные имена (или конвертируйте имена в структуры) согласно правилам IUPAC и CAS Index используя программное обеспечение признанное отраслевым стандартом и уже используемое множеством ученых и компаний в химической и фармацевтической отраслях.

Но это не единственная наука, над популяризацией которой сегодня трудятся разработчики. И, конечно, их внимание не прошло мимо химии – интереснейшей науки о строении веществ, которая обычно вызывает у детей ужас перед непонятными элементами и формулами. Но, кажется, дело, как всегда, в подходе. Возможно, если разнообразить изучение таблицы Менделеева использованием различных игр и познакомить детей с понятием химической валентности с помощью красочного и понятного приложения, то и сам предмет не будет им казаться скучным или недоступным. Так что предлагаем вашему вниманию подборку приложений и игр для изучения химии.

Приложение для знакомства с химическими элементами, о котором однажды английский писатель и актёр Стивен Фрай отозвался следующим образом: «Ради этого приложения стоит купить iPad!». The Elements – это своеобразная база данных основных химических элементов, представленных в виде высококлассных 3D-моделей. Приложение основано на книге «Элементы» Теодора Грея, автора рубрики Gray Matter в журнале Popular Science Magazine , но возможности The Elements выходят далеко за пределы печатного издания.

Для каждого элемента подобран пример, который представлен в виде вращающейся 3D-модели (например, оловянный солдатик – для олова, слиток золота для золота и т.д.), которую можно самостоятельно запускать, переворачивать, увеличивать – в общем, исследовать со всех сторон. Рядом с каждым элементом представлена колонка данных и фактов, детально рассказывающих о его особенностях. Разработчики так характеризуют свой продукт:

The Elements не является приложением-справкой; это богатая и увлекательная история любви к периодической таблице, пересказанная в словах и картинках и позволяющая вам, как никогда ранее, испытать красоту и величество кирпичиков, из которых состоит наша Вселенная.

Многократно признанная одной из лучших программ для изучения химии, The Elements стоит всего лишь $4,99. Приложение можно скачать на iTunes . К сожалению, видео-обзор доступен только на английском, но даже визуального ряда достаточно, чтобы понять, насколько хороша эта программа.

В этом бесплатном приложении вы найдёте трёхмерные модели различных веществ. В Molecules есть несколько режимов визуализации, которые позволяют пользователям вращать модели, изменять масштаб молекулы, увеличивать/уменьшать размер и т.д. Само приложение обладает весьма приличной базой молекулярных моделей, но в то же время у пользователя есть возможность загружать примеры со специализированных сайтов международных хранилищ биологических молекул и их трехмерных моделей. Для этого необходимо в строке поиска ввести название вещества (Water, Gold, Insulin и т.д.). Конечно же, о каждой молекуле и молекулярном соединении здесь представлена исчерпывающая информация: полное название молекулярной структуры (а помните ли вы, что чаще всего вещества называются сокращённо, а полное название обычно известно только специалистам?), количество и виды аминокислот в случае белков, нуклеотидные последовательности для ДНК и РНК, имена исследователей соединения и многое другое. Приложение доступно на iTunes .

Созданное профессором химии из Мичигана, это приложение помогает понять пользователям принцип соединения молекул. Геймплей состоит из пяти уровней, на каждом из которых игроку необходимо составлять 2D-точечные структуры Льюиса . Тот, кто справился с заданием, будет вознаграждён превращением 2D-структуры в 3D-модель. Кроме того, в конце каждого уровня приложение выдаст вам философский риторический вопрос об устройстве Вселенной и её веществ, так что даже если не удастся постигнуть валентность, философия химии станет вам немного ближе. Скачать Chemical Valence можно в в App Store за $0,99.

Это своеобразная виртуальная химическая лаборатория в вашем мобильном устройстве. Здесь можно проводить опыты с различными веществами и наблюдать самые неожиданные реакции. Как вы понимаете, в виртуальном пространстве можно экспериментировать даже со взрывчатыми и радиоактивными веществами. Результаты опытов моделируются в реальном времени, при этом программа учитывает кучу параметров: состав воздуха, температуру окружающей среды, массу и объёмы смешиваемых веществ и т.д. Чтобы облегчить задачу начинающему химику, в приложении доступна база основных реакций по каждому веществу из таблицы Менделеева. Впрочем, можно «химичить» и открывать свои собственные реакции. Лаборатория Chemist доступна на iTunes , её цена - $4,99. Но есть и бесплатная ознакомительная версия.

Думаете, ещё одна химическая лаборатория? Не угадали! Chem Lab – это забавный тест, который проверит ваше знание базовых химических формул. Пользователю предлагается выполнить поочерёдно 5 заданий (перетянуть в пробирку нужные элементы для получения газа или соединить подходящие вещества и т.д.). В конце экспериментов показываются требуемые результаты по каждому заданию и сравниваются с вашими достижениями. Будьте осторожны – при неудачной реакции может что-нибудь взорваться или загореться. Конечно, работа в приложении безопасна, но взрыв как минимум говорит о том, что в реальности не стоит повторять подобный опыт. Приложение есть в App Store и стоит всего лишь $0,99.

Talking Ben the Dog – игра для самых маленьких. Говорящий пёс Бен – профессор химии на пенсии, который порядком подустал от жизни. Всё, что он делает – ест, пьёт и читает газеты. Можно пытаться расшевелить его, а можно просто нажать на кнопочку «Химия» и отправить старого профессора в лабораторию, чтобы проводить с ним простейшие химические опыты (смешать две жидкости и наблюдать за реакцией). Ничего особо познавательного, зато ребёнок как минимум узнает, что смешивание двух веществ может привести к неожиданной реакции. Кажется, неплохое начало для рассказа ребёнку о химии как науке. Приложение бесплатно доступно в iTunes и в Google Play .

Ещё один инструмент для изучения химии, который позволяет знакомиться с активностью элементов, изучать окислительно-восстановительные реакции, решать задачи по химии, получать конечные продукты реакции и уравнивать коэффициенты. В приложении есть описание реакций более полутора тысяч химических соединений. Интерфейс приложения предельно прост, впрочем, как и работа в нём: для реакции достаточно выбрать из таблицы необходимые элементы и соединить их. Приложение можно скачать в Google Play бесплатно.

Приложение-игра для изучения химии. Теперь не нужно заставлять вашего ребёнка зубрить химические элементы, достаточно установить ему Elements Quiz , где таблица Менделеева изучается в простой игровой форме. Основные правила игры – искать в таблице предлагаемые программой химические элементы. Что может быть проще? Зато ребёнок в процессе такого поиска постепенно запоминает название элемента, его символ и место в таблице – те основы, которые необходимы для дальнейшего успешного изучения предмета. Для более продвинутых пользователей в приложение встроены викторины, с которыми не так-то легко справиться. Кроме того, приложение связано с Википедией, так что всегда можно получить дополнительную информацию о том или ином элементе в бесплатной энциклопедии.

Это приложение, которое позволяет без лишнего труда рисовать формулы органических соединений. Но, как отмечают пользователи, в программе невозможно описывать и изображать полноценные реакции, так что MolPrime+ можно пока использовать только в качестве редактора формул. Кстати, своими достижениями в приложении легко делиться с друзьями через твиттер и электронную почту, так что можно соревноваться в мастерстве. MolPrime+ легко скачать с

Компьютерные программы для химиков.

Современное изучение химии, не обходиться без использования мощных программных пакетов при моделировании химических процессов, изображения химических формул и диаграмм, химических расчетов.

Краткий обзор основных программ.

SigmaPlot - удобная программа для построения графиков. Особенно пригодится физхимикам, имеющим дело с обработкой большого количество экспериментальных данных, и всем, кто хочет сэкономить свое время и не строить графики вручную.

Данная программа позволяет без лишних усилий с вашей стороны моделировать сложные молекулы. Наглядно показывает пространственное расположение атомов. Рассчитывает расстояния и углы между атомами

Chemical Equation Expert

Если вы сталкивались с органической химией или биохимией , то, наверное, знаете, какие огромные и громоздкие формулы там встречаются. Для изображения таких формул существует специальная программка, называемая ISIS DRAW.

Теперь рассмотрим эти программы более подробно.

Maple - это полноценная компьютерная программа для продвинутых математиков, разработанная в Канаде компанией Maplesoft. Как известно, плох тот химик, у кого проблемы с математикой. А с математикой химику приходится иметь дело, хочет он того или нет. Если Вы испытываете трудности при расчете логарифмов, интегралов и т. п., то Maple поможет Вам решить некоторые Ваши проблемы. Также построит за Вас графики. Кроме того, Maple имеет встроенные функции и операции. Мощные программные пакеты Maplesoft позволяют производить сложные математические расчеты, моделировать процессы и многое другое.

Принцип работы в данной программе схож с Mathematica. Всегда можно посмотреть инструкцию по работе, вызвав справку (клавиши ctrl+F1).

Вообще, компания Maplesoft является ведущим поставщиком высокопроизводительного программного обеспечения для технических и естественных наук. Линейка программных продуктов достаточно широкая: программное обеспечение для инженерных расчетов, для образовательных целей, для прикладных исследований, для автоматизации, для авиационно-космической промышленности, для энергетической промышленности, для электроники. Цены на продукты данной компании разные в зависимости от Вашей принадлежности к той или иной категории покупателей (студент, коммерческая организация , университет, Государственное управление). Также есть возможность приобретения индивидуальной и коллективной лицензии на использование данного программного обеспечения.

За более подробной информацией Вы можете посетить их сайт www. . Сайт не имеет русскоязычную версию - лишний повод начать изучать английский язык , если еще не начали.

SigmaPlot - удобная программа для построения графиков. Особенно пригодится физхимикам, имеющим дело с обработкой большого количества экспериментальных данных, и всем, кто хочет сэкономить свое время и не строить графики вручную.

Вы можете задать вопрос: "Зачем мне разбираться в этой программе, когда я могу быстро и просто построить график в Excel?" Здесь, как говорят - на вкус и цвет товарища нет. SigmaPlot в данном случае приводится в качестве альтернативной программы для построения достаточно точных графиков.

Эта программа будет полезна в первую очередь химикам, занимающимся органической химией. Если вы плохо разбираетесь в таких программах, как "MOPAC", "HyperChem" и т. п., или вообще первый раз о них слышите, то "ChemBio3D" разработана компанией Cambridgesoft для вас. Для работы с этим программным обеспечением не нужно уметь вводить z-матрицы стартовой геометрии молекул, иметь развитое пространственное мышление. Она позволяет пространственно представить сложные молекулы. Рассчитывает длины связей, углы между атомами и многое другое, что позволяют вышеупомянутые программы, но в данном случае без каких-либо усилий с вашей стороны.

Молекулу можно вводить 2 способами: непосредственно в рабочем окне с простанственной молекулой или в окне "ChemDraw", которое находится справа от рабочего окна. Посмотреть информацию по длинам связей и углам между атомами можно следующим образом: в верхней панели инструментов Structure-> Measurements->Generate All Bond Lengths/Angles

Chemical Equation Expert

Если вы испытываете определенные трудности с расстановкой коэффициентов в химических уравнениях (особенно в ОВР), то эта программка создана для вас. Здесь не нужно знать ни метод электронного баланса, ни метод полуреакций. Все, что вам нужно знать, - реагенты и продукты реакций.

Как с этой программой работать? В левом столбце, где написано "Reactants", вводите все реагенты друг под другом. Для каждого реагента выделяется отдельная строка. Не нужно писать все реагенты в одну строчку. Во втором столбце записываете все продукты реакции. Затем нажимаете кнопку "Balance". Если все введено правильно, появится надпись "Balanced it successfully!". Чтобы посмотреть результат, в верхнем меню выбираете "Results". Находите свое уравнение с расставленными коэффициентами. Если хотите очистить все результаты, нажимаете "Clear all". Если возникают вопросы, то в "Examples" приведены уже готовые уравнения реакций. По аналогии с ними вводите свои. Здесь приведены примеры ввода молекул: Ca(OH)2, (CO3) (знак заряда пишется послезначения, а сам заряд записывается в квадратных скобках), H[+] (значение "1" не записывается), CuSO4*5H2O (двойные соли, гидратированные молекулы записываются подобным образом).

Эта программка удобна для расставления коэффициентов, если известны продукты реакции. А если продукты неизвестны, то она вам не поможет.

Какие еще возможности существуют? Существует возможность добавления уравнений в библиотеку уравнений, что позволяет быстро находить необходимое уравнение с помощью "Search". Есть калькулятор, рассчитывающий массы и количества веществ. Выбираете в верхнем меню "Calculate". Выбираете нужное уравнение реакции с помощью кнопок "Back" и "Next". Выбранное уравнение появится в окошке. И рассчитываете либо количество, либо массу вещества. Также можно выбрать точность вычисления.

Если вы сталкивались с органической химией или биохимией, то, наверное, знаете, какие огромные и громоздкие формулы там встречаются. Для изображения таких формул существует специальная программка, называемая ISIS DRAW.

Как ею пользоваться? Если вам нужно нарисовать цикл, то выбираете необходимый элемент в панели управления, расположенной вверху:

Если вам нужно, например, нарисовать одинарную, двойную и тройную связь, выбрать химический элемент, поставить знак + или нарисовать стрелочку, то выбираете необходимый инструмент в панели инструментов, расположенной слева.

Разберем каждый инструмент в этой панели управления.

Если навести курсор на первый инструмент и, удерживая нажатой левую клавишу мыши, провести курсор вправо, появится набор инструментов. Все они используются для выделения необходимой области, ее перемещения и изменения размеров, как пропорционального, так и в одном конкретном направлении. Первый называется лассо (lasso tool). Можно выделять любые объекты, любой формы. Второй - инструмент для прямоуголного выделения (select tool). Третий - для выделения всей молекулы (molecule select tool).

Второй инструмент (rotate tool) используется для поворота молекулы. Здесь также два инструмента. Один предназначен для поворота в плоскости (2D), а другой - для поворота в пространстве (3D).

Третий - это ластик. По щелчку стирает ненужные связи.

Четвертый - выбор необходимого химического элемента. Выбираете атом в молекуле, который хотите переименовать (по умолчанию везде стоит углерод), и в появившемся окошечке выбираете нужный вам химический элемент или вводите его вручную.

Пятый инструмент используется для рисования одинарных, двойных и тройных связей.

Шестой - для пространственного изображения связей, находящихся в разных плоскостях.

Седьмой - для изображения цепочек атомов разной длины.

Восьмой - знак "плюс" в уравнении реакции.

Девятый - разнообразные стрелки (для обратимых, необратимых реакций...).

Десятый - "атом-атом" карта. Несовсем понятно, зачем он нужен. Никогда им не пользуюсь.

Одиннадцатый - инструмент последовательностей. Вводите нужный химический элемент и на экране появляется целая молекула. Ее можно редактирвать с помощью уже известных вам инструментов.

Двенадцатый - скобки. Используется для изображения полимеров. Заключаете в данные скобки повторяющийся элемент полимерной цепочки, где n показывает количество раз, которое данный элемент повторяется. Также можно задавать значение n.

Тринадцатый - текстовое поле. Из самого названия понятно, зачем оно нужно.

Четырнадцатый - инструмент для рисования линий (прямых, ломанных, закругленной, эллиптической формы).

Пятнадцатый - для изображения геометрических фигур: прямоугольников с острыми и закругленными углами, полигональных фигур, эллипсов.

Еще необходимо сказать, что в данной программе есть уже готовые молекулы (цепочки атомов, циклы, аминокислоты, углеводы и т. д.). В главном меню выбираете пункт "Templates", затем выбираете необходимый объект. Открывается окошко, в котором будут уже готовые структуры. Выбираете нужную, щелкнув по ней левой кнопкой мыши, после чего вставляете в рабочее окно, также щелкнув левой кнопкой мыши. И вот, молекула готова!

И еще один момент. Как экспортировать молекулу в Word. Чтобы вставить полученную молекулу в Word, нужно в ISIS DRAW выделить ее и скопировать. Другой способ - в главном меню выбрать "Файл", затем "Экспортировать". Выбираете нужный формат и сохраняете.

Мы рассмотрели лишь некоторые программы, но уже их знание и умение их использовать в своей профессии, очень облегчит жизнь современному химику.

Существует множество программ для расчетов и моделирования в области химии. Например:

ChemOffice (Пакет химических приложений ChemOffice поможет избежать ученым, связанным с химией многих рутинных процессов и сосредоточиться на работе. Входящие в состав пакета модули превращают компьютер в рабочую станцию для проектирования и работы с базами данных и химической документацией. Новая версия ChemOffice Ultra ориентирована на платформу Windows. Пакет ChemOffice Ultra 2008 содержит ChemDraw Ultra, Chem3D Ultra, E-Notebook Ultra, ChemFinder, CombiChem, Inventory, BioAssay и справочник The Merck Index в виде единого набора. Для интеграции с Microsoft Office используются модули ChemDraw/Excel и ChemFinder/Word.);

ACD ChemSketch 12.01(Одна из последних версий химического редактора, которая позволяет рисовать химические формулы,в том числе и объемные, уравнения реакций. Содержит базу рисунков лабораторной посуды, позволяет рассчитать основные химические параметры);

Avogadro (FreeWare) - 3D визуализация (расширенный молекулярный редактор, разработанный для использования на нескольких платформах (в частности на ОС Windows), по вычислительной химии, молекулярному моделированию, биоинформатике, науке о материалах и др.);

Balancer - программа для расстановки коэффициентов в уравнениях химических реакций (программа, которая позволяет расставлять и уравнивать коэффициенты в уравнениях химических реакций. Ее достоинства в том, что она: - уравнивает любые типы реакций; - вычисляет моль, массовые и газовые объемы для сбалансированного уравнения. Пользователь может выбрать из базы данных множество химических веществ);

Base Acid Titration and Equilibria (BATE) (pH calculator разработан, чтобы помочь при расчётах, которые могут возникнуть в повседневной практике. Можно использовать рН калькулятор для определения рН смеси в любой пропорции сильной/ слабой кислоты и основания. Такие смеси включают решения для большинства солей и буферов);

CalcSam. Калькулятор для расчета водно-спиртовых растворов (Программа пересчитывает показания ареометра, полученные при одной температуре в показания ареометра, которые будут при другой температуре раствора. По известной концентрации раствора рассчитывает объемную, массовую и молярную концентрации, а также плотность. По известной концентрации рассчитывает температуру кипения, массовый и молярный состав пара);

CambrigeSoftChemDrawPro (Версия профессиональной системы компьютерного моделирования химических соединений любой сложности. Рисует механизмы реакций для публикаций и представляет трехмерные молекулярные поверхности, орбитами и молекулярные свойства);

Chemissian v1.70 Portable (является важным инструментом анализа электронной структуры молекул и спектров. Он может манипулировать молекулярными орбиталями энергетических уровней диаграммы (Hartree-Fock and Kohn-Sham orbitals), расчетные и экспериментальные UV-VIS электронные спектры, карты электронной и спиновой плотности и подготовки их к публикации);

CHEMIX School 3.5 Portable (Что можно сказать. Программа далеко ушла от российских аналогов. CHEMIX School - набор химических утилит, включает в себя периодическую систему элементов, молекулярный калькулятор, модули по электрохимии, спектроскопии, словари, справочники и многое другое. CHEMIX School является образовательным инструментом для обучения химии);

ChemMaths v11 (Программное обеспечение, подходящее для студентов-химиков, инженеров, а также для профессионального использования. ChemMaths содержит информацию о 3000 химических составах, периодической таблице химических элементов, критических константах, термодинамических свойствах, поверхностном натяжении, вычислении вязкости и т. д. Решает около 500 задач по химии, электричеству, физике, а также математические уравнения. Содержит 200 единиц преобразования. Программа имеет возможность создавать двух/трехмерные графики, строить чертежи, модели процесса. Находить решения матричных задач, финансовых, геометрических, статистических и многих других математических уравнений. И тд);

ChemSite (FreeWare) - 3D визуализация молекул (Программа для создания 3D-моделей молекул. В этой программе легко построить структуру любого органического соединения, поскольку она содержит множество инструментов: функциональные группы, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, углеводы и др. Каждый структурный фрагмент можно добавить на экран или присоединить к любому атому);

CrystalMaker.v2.3.0 (CrystalMaker - программа для визуального наблюдения и анализа кристаллических и молекулярных структур. Программа обеспечивает высокое разрешение фото-реалистичной графики, грандиозный 3D стерео экран, инструментальные средства анимации, процифровое видео и выход QTVR);

HyperChem 7.0 (HyperChem - комплексный программный продукт, предназначенный для задач квантово-механического моделирования атомных структур. Он включает в себя программы, реализующие методы молекулярной механики, квантовой химии и молекулярной динамики. Силовые поля, которые могут использоваться в HyperChem - это ММ+ (на базе ММ2), Amber, OPLS и BIO+ (на базе CHARMM));

PL Table (PL Table - это многофункциональная периодическая система элементов, реализация периодической системы на PC, позволяющая получать информацию об элементах (более 20 типов данных о каждом химическом элементе), и встроенный химический калькулятор, позволяющий мгновенно уравнивать химические реакции любой сложности, решать химические задачи);

Portable Virtual Chemistry Lab 2.0 (Программа представляет из себя виртуальную химическую лабораторию со множеством возможностей. Virtual Chemistry Lab является полезны м инструментом для преподавателей, студентов и всех тех, кто просто интересуется химией. Программа интуитивно понятна: имеется так называемый рабочий стол и две "полки" - для инструментов и химикатов);

REKT v. 4 - Программа для расчета ректификационной колонны (Программа производит технологический расчет процесса ректификации, включая потарелочный расчет расходов и концентраций компонентов);

Кинетика v1.2 (Компактная программа, устанавливающая прядок реакции и константу её скорости по экспериментальным данным, которые вы ей предоставите. Поддерживает любые порядки, в том числе дробные и отрицательные. Бесплатна и не требует инсталляции);