57319

Вимірювання структурних властивостей. Створення 2D ескізу

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Урок 5 описує вимірювання структурних властивостей з використанням різних методів вибору. Вибираючи різні частини молекули або молекулярної структури, ви можете виміряти довжини звязків та кути, а також відобразити атомні характеристики, такі як заряди та X, Y, і Z координати.

Украинкский

2014-04-12

1.32 MB

0 чел.

Урок 5 Вимірювання структурних властивостей

Навички цього уроку

  •  Вимірювання зв’язків, кутів, торсіонних кутів/ кутів повороту і незв’язаних відстаней;
  •  Відображення характеристик атома;
  •  Використання будівельних обмежень/builder constraints

Урок 5 описує вимірювання структурних властивостей з використанням різних методів вибору. Вибираючи різні частини молекули або молекулярної структури, ви можете виміряти довжини зв'язків та кути,а також відобразити атомні характеристики, такі як заряди та X, Y, і Z координати.

Створення 2D ескізу

Щоб потрапити в режим малювання:

1. При необхідності знову відкрийте HyperChem.

2. Виберіть інструмент малювання Draw.

Щоб переконатися, що за замовчуванням вибраним елементом є вуглець:

1. Двічі клацніть на кнопку малювання Draw.

Відкриється діалогове вікно таблиці елементів The Element Table.

2. Виберіть вуглець, якщо він ще не вибраний, а потім закрийте діалогове вікно.

Щоб пронумерувати атоми:

1. Виберіть пункт Labels в меню Display. Відкриється діалогове вікно.

2. В секції Atoms виберіть пункт Number і натисніть кнопку ОК. Цей крок полегшить побудову і редагування 2D структури.

3. Намалюйте 2D структуру в зазначеному нижче порядку:

Редагування ескізу

Щoб зробити ароматичне кільце:

1. Двічі клацніть по кільцю. Кільце з'явиться з пунктирними лініями.

Для редагування атомів:

1. Встановіть елементом за замовчуванням азот. Для цього натисніть лівою кнопкою миші (ЛКМ) на атом № 8.

2. Встановіть елементом за замовчуванням кисень. Для цього натисніть ЛКМ на атом № 9.

Для позначення атомів символами:

1. Виберіть пункт Labels в меню Display. Відкриється діалогове вікно.

2. В секції Atoms виберіть пункт Symbol і натисніть кнопку ОК. Ваш малюнок повинен виглядати наступним чином:


Побудова 3D структури

Щоб перетворити малюнок у 3D-структуру:

1. Переконайтеся, що в меню Build не вибраний пункт Explicit Hydrogens.

2. Двічі клацніть на кнопку вибору Select.  

Замість вибору пункту Add H & Model Build в меню Build, можна виконати побудову моделі Model Builder, двічі клацнувши на кнопку Select. Структура повинна виглядати таким чином:

Ваша структура може бути орієнтована трохи інакше, залежно від того, як були розташовані початкові атоми. Model Builder іноді переорієнтує структуру, якщо вона істотно відрізняється від вихідної.

Молекула побудована з певними структурними параметрами, що встановлені за замовчуванням. Наступні вправи покажуть вам, як виміряти ці параметри.


Характеристики атома

Щоб отримати інформацію про характеристики атома:

1. Переконайтеся, що в меню Select вибраний пункт Atoms, а пункт Multiple Selections – ні.

2. Натисніть ЛКМ на кнопку вибору Select.

3. Натисніть ЛКМ на атом кисню. Вибраний атом підсвічується а його характеристики з’являються в рядку стану.

У статусному рядку відображаються номер атома, тип атома та заряд для поточного силового поля молекулярної механіки. Там також показані х, у і z координати атома.

В меню Build стають активними елементи Set Atom Type (Встановити тип атома), Set Charge (Встановити заряд) і Constrain Geometry (Фіксована геометрія). Це дозволяє вказати нестандартні атомні властивості для побудови моделі.

4. Виберіть інші атоми і порівняйте атомні характеристики, зазначені в рядку стану.


Вимірювання довжини зв’язку

Якщо ви виберете зв'язок, а не атом, то інформація по ньому з’явиться в рядку стану. В HyperChem є бібліотека, що містить значення довжин стандартних зв’язків між атомами певного типу і гібридизації. Коли в бібліотеці немає довжини даного зв'язку, HyperChem використовує середнє значення ковалентних радіусів двох атомів для побудови моделі.

Щоб виміряти довжину зв'язку:

1. Натисніть ЛКМ на зв’язок «вуглець-кисень». Зв’язок підсвічується, а довжина зв'язку з'являється в рядок стану.

2. Натисніть ЛКМ на меню Build.

Коли ви виділили зв'язок, в меню Build став активним пункт Constrain bond length. Це дозволяє задати нестандартну довжину зв'язку для побудови моделі.


Вимірювання кутів між зв’язками

Щоб виміряти кут між зв'язками, затисніть ЛКМ і  протягніть між двома крайніми атомами, які з'єднані суміжним третім атомом.

Щоб виміряти кут між зв'язками:

1. Затисніть ЛКМ і  протягніть від атома вуглецю, зв'язаного з киснем, до атома водню, зв'язаного з киснем. Зверніть увагу на "силу тяжіння", що притягує кінець лінії до сусідніх атомів.

2. Відпустіть кнопку миші.

Кут підсвічений, а його значення з'являється в рядку стану. Стандартні кути, вибрані Model Builder для цієї структури, основані на гібридизації і є тетраедричними (109 градусів), тригональними (120 градусів) або лінійними (180 градусів).

Примітка: При виборі кута в меню Build стає активним пункт Constrain Bond Angle. Це дозволяє задати нестандартне значення кутів між зв'язками для побудови моделі.

3. Спробуйте виміряти інші кути в структурі.

Вимірювання торсіонних кутів/кутів обертання

Ви вимірюєте значення кута обертання шляхом протягування курсору між двома кінцевими атомами чотири-атомного кута обертання.

Для вимірювання кута обертання:

1. Затисніть ЛКМ і  протягніть від атома вуглецю в кільці до атома водню приєднаного до атома азоту, щоб вибрати кут обертання, що зазначено нижче:

2. Відпустіть кнопку миші.

Кут обертання підсвічується, а в рядку стану видно, що він має значення
-60 градусів (Gauche).

Примітка: При виборі кута обертання в меню Build стає активним пункт Constrain Bond Torsion. Це дозволяє задати нестандартне значення кутів обертання для побудови моделі.

3. Проведіть експеримент з трьома сусідніми атомами і порівняйте значення кутів.

Вимірювання незв’язаних відстаней

Для вимірювання відстані між незв'язаними атомами:

1. Активуйте пункт Multiple Selections в меню Select.

Перш ніж вимірювати відстань між незв'язаними атомами необхідно активувати пункт Multiple Selections. Це дозволить Вам вибрати більше одного елементу одночасно. В іншому випадку при виборі наступного елементу, попередній елемент стає неактивним.

2. Натисніть правою кнопкою миші (ПКМ) в порожній області робочого листа. Всі попередньо вибрані елементи стануть неактивними.

3. Натисніть ЛКМ послідовно на будь-які два незв'язані атоми. Значення відстані між ними з'явиться в рядку стану.

4. Проведіть вимірювання для кількох пар незв'язаних атомів і порівняйте відстані.


Водневі зв’язки

Щоб допомогти вам підтвердити сприятливі умови для утворення водневих зв'язків, HyperChem обчислює і відображає водневі зв'язки.

Водневий зв'язок утворюється, якщо відстань між донором і атомом водню менше ніж 3,2 ангстрем і кут, що утворюється ковалентними зв'язками з донором і акцептором менше за 120 градусів. Вам може знадобитися обернути
-NH
2-групу або групу -ОН (див. "Обертання бічного ланцюга"на сторінці 138) для того, щоб виконалися ці умови, перш ніж Ви зможете відобразити водневий зв'язок для цієї структури.

Щоб обернути бічний ланцюг:

1. Натисніть ПКМ в порожній області, щоб зняти виділення.

2. Встановіть рівень вибору – атоми. В меню Select виберіть пункт Atoms.

3. Двічі клацніть на зв’язок, що будете обертати: на зв’язок ОС для обертання групи –ОН і на зв’язок СN для обертання -NH2-групи. Зв’язок підсвічується.

4. Натисніть на кнопку Rotate in-plane. Після цього затиснувши ПКМ переміщайте курсор горизонтально, щоб змінити кут.

Щоб підтвердити умови для утворення водневого зв'язку:

1. Натисніть ПКМ в порожній області робочого листа.

2. Активуйте пункт Show Hydrogen Bonds в меню Display.

3. Виберіть Recompute H Bonds в меню Display. HyperChem відображає водневий зв'язок у вигляді пунктирної лінії.

Водневі зв'язки не включаються автоматично для кожної конфігурації. При зміні геометрії молекули необхідно перерахувати водневі зв'язки.

Вправи

Спробуйте виконати наступні завдання:

1. Виміряйте неправильні кути і неправильні кути обертання.

2. Встановіть точні значення побудови, використовуючи команди Constrain Geometry, Constrain Bond Length, Constrain Bond Angle і Constrain Bond Torsion в меню Build.

3. Змініть модель: побудуйте структуру за допомогою команд Set Bond Length і Set Bond Angle в меню Edit.

Додаткова інформація

Для отримання додаткової інформації дивіться розділи 3 і 5 в HyperChem for Windows Reference Manual.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83476. Поняття і види територій в міжнародному праві 35.51 KB
  За правовим режимом територія поділяється на три основні види: 1 державна територія; 2 міжнародна територія; 3 територія із змішаним режимом. Державна територія це частина простору земної кулі що знаходиться під суверенітетом держави яка здійснює відносно неї і в її межах своє територіальне верховенство. Територія із змішаним режимом територія на якій одночасно діють норми міжнародного та національного права. До територій зі змішаним режимом також відноситься державна територія міжнародного користування що включає міжнародні річки...
83477. Демілітаризовані і нейтралізовані території 36.41 KB
  Демілітаризована територія - це територія, відносно якої держава прийняли міжнародне зобовязання скоротити або взагалі не розташовувати в її межах військові укріплення і споруди, певні види озброєнь збройних сил. Такі території створюються на основі міжнародних угод з метою забезпечення міжнародної безпеки.
83478. Поняття та склад державної території 35.77 KB
  До складу державної території входять: сухопутна територія поверхня суші включаючи острови; водна територія акваторія що включає внутрішні води і територіальне море; земні надра; повітряний простір розташований над вищевказаними просторами. До внутрішніх вод відносяться: води портів; води заток бухт лиманів ширина входу в які не перевищує 24 морські милі; води заток бухт лиманів і проток ширина входу в які перевищує 24 морські милі але які історично належать даній державі; води річок озер і інших водоймищ що...
83479. Способи придбання території 37.79 KB
  Способи придбання державної території поділяються на первини і похідні. Сьогодні до первинних способів придбання державної території відноситься прирощення території який полягає у встановленні державою суверенітету над утворюваними новими ділянками суші поява яких повязана як з природними процесами наприклад землетрусом так і з діяльністю людини спрямованою на збільшення території держави наприклад намивання нових ділянок території в морі. Похідні способи полягають у переході території однієї держав до складу території іншої як на...
83480. Державні кордони 38.17 KB
  Міжнародне право зобовязує утримуватися від будьяких посягань на кордони інших держав від будьяких вимог або дій спрямованих на захоплення частини або всієї території будьякої держави. Кордони можуть змінюватися відповідно до міжнародного права мирним шляхом. Відомі також випадки коли традиційні кордони визнаються без договірного оформлення спираючись на норми звичаєвого права.
83481. Міжнародні річки 38.03 KB
  Міжнародні річки річки що протікають по території декількох держав або розділяють території декількох держав. Розрізняють власне міжнародні річки судноплавні річки що мають вихід до моря і використовуються для цілей інтенсивного торгового судноплавства; трансграничні багатонаціональні річки ті що протікають по території декількох держав і що не мають виходу до моря вони або несудноплавні або судноплавство по них носить місцевий характер; та прикордонні річки що розділяють території держав. Більш того прибережні держави спільно...
83482. Правовий режим Антарктики. Система договору про Антарктику 37.85 KB
  З метою визначення міжнародноправового режиму Антарктики 1 грудня 1959 р. Для сприяння реалізації цілей і принципів Договору створен; Консультативна рада що надає свої рекомендації національним урядам та готує проекти конвенцій щодо ресурсів Антарктики. Конвенція про збереження морських живих ресурсів Антарктики 1980 р.
83483. Режим Антарктики. Секторальний принцип розподілу арктичних просторів 38.21 KB
  Природні ресурси військовостратегічна безпека міжнародні сполучення ось причини уваги яка приділяється режиму Арктики. Правовий режим Арктики встановлюється міжнародним правом а також законами приарктичних держав. Простори Арктики історично поділені між Росією Канадою США Данією та Норвегією на п\'ять секторів.
83484. Концепція загальної спадщини людства 38.35 KB
  З часом вона стала концепцією загальної спадщини людства поширивши захист на інтереси не тільки нинішнього але і майбутніх поколінь. У позитивне міжнародне право концепція загальної спадщини була введена Договором про принципи діяльності держав по дослідженню і Використанню космічного простору включаючи Місяць і інші небесні тіла 1967 р. Вони отримали право на участь у встановленні режиму загальної спадщини і в його використанні за ними закріплене праві виходу до моря через територію прибережних держав.