Презентация "Визуализация пространственной структуры молекул"

• 1 слайд

  Визуализация пространственной структуры молекул
  Выполнила:
  Студентка гр.42
  Солохина И.С
  

• 2 слайд

  Одним из важнейших элементов химического исследования является анализ геометрической структуры соединений. Эта область науки получила название структурная химия. Структурные формулы отражают связанность различных атомов в молекуле друг с другом.
  Брутто-формула не всегда позволяет передать взаимосвязи между атомами, в связи с чем возникает необходимость отображения структуры в виде геометрического образа - задача визуализации структуры.
  
  

• 3 слайд

  
  
  Рассмотрим одну из наиболее популярных программ, позволяющих решать задачи редактирования структурных формул химических соединений и визуализации:
  HyperChem
  

• 4 слайд

  Визуализация молекулярных структур с использованием программы HyperChem
  Пользовательский интерфейс программы HyperChem во многом аналогичен программам пакета ChemOffice.
  Вверху экрана, как и в других приложениях Windows, располагается главное меню, чуть ниже его находится панель управления.
  Окно посередине - поле визуализации. Здесь будут отображаться все нарисованные вами молекулярные структуры. По умолчанию поле визуализации имеет черный фон. При желании цвет фона можно изменить.
  В нижней части экрана располагается статусная строка, в которой в зависимости от режима работы программы отображается ход вычислительного процесса, подсказки или результаты вычислений.
  В правом углу строки состояния высвечивается сокращенное название модуля вычислительного алгоритма, который в данный момент используется программой.
  

• 5 слайд

• 6 слайд

  Простейшим способом создания молекулярной структуры является создание двумерной структурной формулы данного соединения в каком-то из двумерных химических редакторов, с которым HyperChem поддерживает интерфейс через буфер обмена Windows, и копирование этой формулы в поле визуализации.
  Такой интерфейс поддерживается с редактором ChemDraw. Поэтому, если необходимо создать сложную структуру, используется ChemDraw, а затем простым копированием переносится в HyperChem. Она автоматически преобразуется в трехмерный вид.
  Например, двумерная модель молекулы 2-метил-З-фенил- гексана, нарисованная в редакторе ChemDraw, может выглядеть следующим образом:
  
  
  После копирования ее в буфер обмена Windows и вставки в окно визуализации HyperChem она автоматически преобразуется в трехмерную.
  

• 7 слайд

  Панель управления HyperChem
  

• 8 слайд

  Панель управления HyperChem
  
  
  
  

• 9 слайд

  Определение геометрических параметров молекулярной модели
  Путем выделения различных частей молекулы вы можете измерять длины связей и углы, а также отображать характеристики атома, такие как заряды и X,Y,Z координаты.
  Как нарисовать молекулу:
  Откройте программу HyperChem
  Выберите инструмент рисования (Drawing tool). Необходимо убедиться, что базовым элементом является углерод. Для этого дважды щелкните левой кнопкой мыши по кнопке Drawing tool: выберите углерод.
  Для того чтобы пронумеровать атомы откройте диалоговое окно Labels (Метки). Выберите Number (Номер) как метку атомов и нажмите ОК.
  
  

• 10 слайд

  Пример
  Нарисуем молекулу:
  Для того чтобы сделать кольцо ароматическим, дважды кликнем по кольцу. Кольцо отображается пунктирными линиями.
  Изменим тип атома 8 с углерода на азот, а тип атома 9 с углерода на кислород. Открываем диалоговое окно таблицы элементов и установим базовый элемент на азот. Щелкните по атому номер 8 для того, чтобы изменить его на азот. Теперь установим базовый элемент на кислород. Щелкнем по атому номер 9 и изменим его на кислород.
  Преобразуем рисунок в 3D- структуру.
  

• 11 слайд

  Структура может быть ориентирована в зависимости от того, как были позиционированы исходные атомы. Иногда молекулярный построитель переориентирует молекулярную структуру. Молекула строится с некоторым набором параметров по умолчанию, которые мы можем изменить.
  
  

• 12 слайд

  Атомные характеристики
  Чтобы получить информацию по характеристикам атомов, прежде всего проверьте в меню Select, чтобы пункт Atoms был выбран, a Multiple Selections - нет.
  
  Нажмите кнопку Selection tool (Инструмент выделения). Выберите атом кислорода. Выбранный атом подсвечивается, и характеристики атома появляются в строке состояния.
  
  Строка состояния отображает атомный номер, тип атома, заряд для силового поля ММ+ молекулярной механики. Также отображаются X,Y,Z координаты атома.
  
  

• 13 слайд

• 14 слайд

  Измерение длин связей
  Если выбрать связь, а не атом, то в строке состояния будет отображена информация по этой связи. Чтобы измерить длину связи, необходимо щелкнуть по углерод-кислородной связи. Связь будет подсвечиваться, а ее длина будет отображена в строке состояния.
  
  Откройте меню Build. Когда мы выбираем связь, пункт Constrain Bond Length становится доступным. Это позволяет нам изменить длину связи, определив, таким образом, пользовательскую длину связи для молекулярного построителя.
  

• 15 слайд

  Измерение валентных и двугранных углов
  Для того чтобы измерить валентный угол между тремя смежными атомами, удерживая левую кнопку мыши, проведите указатель мыши между двумя атомами, которые соединены с общим третьим атомом.
  Выделенный угол будет подсвечен, и его величина появится в строке состояния. Валентные углы, устанавливаемые по умолчанию молекулярным построителем, базируются на гибридизации и могут быть тетрагональными (109°), тригональными (120°) и линейными (180°).
  Когда мы выбираем валентный угол, пункт Constrain Bond Angle в меню Build становится активным, что позволяет установить новое пользовательское значение валентного угла.
  

• 16 слайд

• 17 слайд

  Для измерения расстояний и углов между валентно не связанными атомами включите пункт Multiple Selection в пункте меню Select.
  Если выделить два валентно не связанных атома, то в статусной строке автоматически будет отображено расстояние между ними. При выделении трех валентно не связанных атомов в статусной строке будет отображено значение угла, который они образуют (Improper angle). При выделении четырех валентно не связанных атомов статусная строка будет отображать
  значение двугранного угла
  между ними (Improper torsion
  angle).
  
  
  

• 18 слайд

  Спасибо за внимание!