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

62323. Применение технологии «Дебаты» на уроках географии 80.5 KB
  Технология Дебаты создана на базе международной программы Дебаты основанной в 1993 году Институтом Открытое общество. Практически сразу оформилось 2 направления развития технологии Дебаты: в учебном процессе и во внеучебной деятельности.
62324. Технология NURBS-моделирования. Создание моделей с помощью кривых 1.08 MB
  Рассмотрим NURBS-кривые, потом перейдем к NURBS-поверхностям. Далее сделаем с помощью NURBS-кривых модель. В завершающей части наложите на созданные объекты материалы.
62325. Изготовление картины в технике рисование пластилином 33.31 KB
  Цель: изготовить картину в технике рисование пластилином с учетом изменения времен года. План урока: I.Основная часть АОЗ целеполагание вводная беседа сообщение темы урока физкультминутка релаксация III.
62327. Древние Афины 20.77 KB
  Большинство жителей Древней Греции питалось хлебом и кашей. Аристотель философ и ученый Древней Греции жил в 384-322 гг. Богатые люди в Греции назывались демосом среди которого избирали 10 архонтов для управления делами в государстве. Законы в Древней Греции были очень справедливыми.
62328. Народные промыслы. Хохлома. Работа с папье-маше 21.77 KB
  Цель: Формировать знания детей о характерных особенностях хохломской росписи. Задачи: Воспитывать эстетический вкус любовь к народному искусству усидчивость внимание аккуратность при работе с красками...