化學圖文設計與分子模擬計算 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

劉江燕，武書彬 著

圖書標籤:

• 化學圖文設計
• 分子模擬
• 計算化學
• 化學可視化
• 科學繪圖
• 分子建模
• 化學軟件
• 數據分析
• 科研工具
• 化學教育

齣版社： 華南理工大學齣版社

ISBN：9787562328544

版次：1

商品編碼：10040022

品牌：墨點

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2009-03-01

用紙：膠版紙

頁數：347

正文語種：中文

編輯推薦

　　《化學圖文設計與分子模擬計算》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。

內容簡介

　　《化學圖文設計與分子模擬計算》以著名的桌麵化學辦公係統軟件ChemBioOffice2008和廣泛使用的量化計算軟件Gaussian03的使用為例，采用圖形界麵與文字敘述相對照的方式，詳細介紹瞭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、顯示與輸齣的方法和技巧；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輸入文件的編製、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／輸齣文件的方法。書中采用眾多計算實例，介紹瞭單點能計算、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。
　　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。

內頁插圖

目錄

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 軟件界麵
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 模闆的應用
2.2.7 模闆的管理
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 運行係統要求
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 頁麵設置
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 使用模闆
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 展開標簽與壓縮標簽
3.4.7 說明文本與原子標注
3.5 結構式的高級技法
3.5.1 連接對象
3.5.2 組閤對象
3.5.3 反映結構
3.5.4 整理結構
3.5.5 原子編號
3.5.6 使用模闆
3.5.7 定義彆名
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 通用彆名
3.6.4 列錶元素
3.6.5 聚閤物錶示法
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 箭頭與麯綫工具
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主界麵
4.2.2 菜單命令
4.2.3 工具欄
4.3 ChemBio3D實例
4.3.1 熟悉ChemDraw麵闆
4.3.2 使用畫鍵工具和鏇轉工具
4.3.3 使用文本工具
4.3.4 分析乙烷的構象
4.3.5 使用二麵角驅動器
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 繪製錶麵圖
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麵闆
4.4.4 使用文本工具建模
4.4.5 使用坐標錶建模
4.4.6 模型坐標
4.4.7 參數錶與測量錶
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 使用測量錶
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 鏇轉模型
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 分子錶麵顯示
4.6.3 彈齣信息
4.6.4 查看測量錶
4.6.5 查看原子屬性錶
4.6.6 查看分子內坐標錶
4.6.7 查看笛卡兒坐標錶
4.6.8 模型瀏覽器
4.6.9 結構瀏覽器
4.6.10 偏離平麵
4.7 模型的輸齣
4.7.1 打印與保存
4.7.2 復製與封裝
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 查看輸齣結果

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 配閤使用的輔助軟件
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 使用工具麵闆
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 計算設置麵闆
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 觀察和控製計算
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 顯示錶麵和等高綫
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

精彩書摘

　　第1章　計算機與化學
　　計算機及網絡技術的應用現已深入到化學研究的各個領域，使傳統化學研究的手段和方法發生瞭深刻的變化。如今的化學研究已由純實驗科學，演變為先實驗再計算、邊實驗邊計算，直至成為先理論計算再實驗驗證、實驗研究與理論計算相結閤的全新科學研究模式，逐步形成瞭專門研究計算機技術在化學及其相關領域中應用的分支學科——計算機化學與化學模擬。
　　1.1計算機與化學
　　自20世紀80年代DOS操作係統問世以來，尤其是90年代中期Windows操作係統的誕生，加上計算機硬件技術的飛速發展，整個計算機係統得到瞭空前的完善，人類社會的生活方式也發生瞭革命性變化，互聯網把整個世界連成一體，計算機不再是少數高級專門研究人員的特殊工具，已成為普通人群必不可少的工作平颱。目前，化學研究人員可以在計算機上方便地開展研究工作，從而誕生瞭與計算機相關的眾多化學分支學科，促進瞭研究手段、研究方法的不斷更新和完善，並逐步産生瞭一些新的名詞和術語，如計算機化學、計算化學、化學信息學、化學數據庫等。
　　……

前言/序言

　　近十年來，計算機技術在化學化工領域得到瞭廣泛的應用，計算（機）化學的發展呈現齣蓬勃發展的喜人前景。近年來齣版瞭不少計算機化學方麵的教材和參考書，但大多側重於與數學密切相關的數值計算方法的介紹。計算機圖形接口技術的廣泛應用，使得化學結構與圖文處理變得如此方便，尤其是大型桌麵化學辦公係統軟件ChemOffice版本的不斷更新與升級，量化模擬計算軟件功能的不斷完善，使得我們可以在計算機上輕鬆地完成許多以往在實驗室纔能完成或要通過大量編程纔能完成的工作。化學及相關專業學生的計算機應用能力的培養是多方麵的，熟悉並掌握一些常用化學軟件的使用，是其計算機應用能力的一個重要方麵，是進行畢業設計與撰寫畢業論文的重要基礎。此外，計算機化學模擬是近年來化學、生物及材料研究中十分活躍的領域，未來的化學研究很大程度上需要理論計算的輔助支撐，熟悉並掌握化學模擬計算的一般方法，對於化學工作者來說，也是一種十分必要的知識儲備。
　　本書是為理工科院校化學化工及其相關專業高年級本科生和研究生編寫的，旨在通過本課程的學習，使學生初步掌握化學及相關領域常用軟件的使用技巧，具備從事科學研究的化學圖文設計能力和初步的分子模擬計算能力。本書以最新版桌麵化學辦公係統軟件仁ChemBioOffice2008及量化計算軟件包Gaussian03為載體，以化學結構為基礎，以結構－性質－模擬計算為主綫，通過大量實例和上機操作練習，詳細介紹瞭化學圖文設計與分子模擬計算的一般方法，使讀者對計算（機）化學及分子模擬計算有一個初步瞭解，為進一步的深入學習打下基礎。本書既可作為係統學習的教材，也可作為相關軟件的使用手冊備查，是化學工作者的重要參考書。

深入探索材料科學的基石：結構、性能與應用 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的視角，探索現代材料科學的核心領域，重點關注物質的微觀結構如何決定其宏觀性能，以及如何通過精密的計算模擬方法來預測和優化材料的行為。我們摒棄對特定工具或軟件的冗餘介紹，轉而聚焦於背後的物理化學原理、晶體學基礎以及熱力學動力學機製。 第一部分：晶體結構與缺陷的本質 本部分從凝聚態物理的基石齣發，詳細闡述瞭晶體化學的基本概念。我們首先迴顧瞭周期性邊界條件在描述晶體結構中的重要性，並引入瞭布拉菲點陣和密堆積原理，解釋瞭金屬、陶瓷和半導體等典型晶體結構的形成原因及其對稱性特徵。 晶體學基礎：我們將深入探討倒易點陣的概念及其在衍射理論中的應用。讀者將學習如何解讀X射綫衍射（XRD）譜圖，不僅僅是識彆峰位，更重要的是理解峰的強度和輪廓所蘊含的結構信息，如晶粒尺寸和應力狀態。傅裏葉變換在結構分析中的應用將被詳細剖析，展示如何從實驗數據中重構原子密度分布。 結構缺陷的物理化學：材料的性能往往由其缺陷而非完美結構所決定。本章將係統梳理點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、孿晶界）的熱力學和動力學特徵。重點討論瞭肖特基缺陷和弗倫剋爾缺陷在離子晶體中的形成能與遷移率，以及位錯的滑移和攀移機製如何影響材料的塑性變形。對位錯密度與材料強度、硬度之間關係的定量描述將是本章的重點。 第二部分：熱力學驅動的相變與穩定性 材料性能的演變是一個動態過程，受熱力學驅動。本部分緻力於解析材料內部相變的驅動力、路徑和可逆性。 熱力學框架：我們將運用非平衡態熱力學和統計力學來構建描述材料穩定性的理論基礎。自由能最小化原理是理解相圖構建的核心。詳細分析吉布斯自由能、亥姆霍茲自由能與溫度、壓力、化學勢之間的關係，並探討相圖（如二元閤金相圖）的構建邏輯，特彆是共晶點、共析點和包析點的熱力學解釋。 動力學與形核長大：相變發生不僅需要驅動力，還需要剋服能壘。本章著重講解阿倫尼烏斯方程在擴散和相變動力學中的應用。通過引入經典形核理論（CNT），我們將分析相變開始時的形核率，並討論形核過程中的臨界半徑和過冷度要求。過渡態理論（TST）將被用於分析原子在晶格中的跳變過程，理解擴散係數的溫度依賴性。 擴散機製：擴散是材料性能老化的重要因素。本節將區分晶格內擴散（間隙擴散、空位機製）和晶界擴散，並量化不同機製下的擴散係數。重點討論在特定溫度梯度或電場梯度下，材料組分如何發生遷移（如菲剋第一和第二定律在非穩態擴散過程中的應用）。 第三部分：計算模擬的理論基礎與應用潛力 本部分將重點闡述宏觀現象背後的微觀模擬方法，強調其作為實驗探索有力補充的理論嚴謹性。 量子力學基礎：我們將聚焦於密度泛函理論（DFT）在材料計算中的核心地位。重點解釋 Kohn-Sham 軌道方程、交換關聯泛函的選擇（GGA, LDA, Meta-GGA）對計算結果精度的影響。讀者將理解如何通過計算能帶結構來預測材料的導電性、帶隙能量以及對光的響應。通過計算態密度（DOS）和投影態密度（PDOS），可以深入理解電子在特定原子軌道上的分布情況。 分子動力學（MD）模擬：本章討論瞭牛頓運動方程在原子尺度上的應用。重點在於構建精確的相互作用勢函數（如嵌入式原子勢 EAM、剛性點模型、或機器學習勢能麵），這是MD模擬準確性的關鍵。我們將詳細分析宏觀熱力學性質（如比熱、膨脹係數）如何從微觀軌跡數據中統計獲得，並探討如何通過模擬來研究材料在極端條件下的動態行為，如高溫下的弛豫過程或晶界處的動力學。 濛特卡洛（MC）方法：與MD關注軌跡不同，MC方法通過隨機抽樣來采樣係統的構型空間。本節將介紹 Metropolis 準則在平衡態采樣中的作用，以及如何利用該方法來計算特定溫度和壓力下的平衡態自由能或相變點，尤其適用於處理涉及大構象變化的復雜係統。 第四部分：多尺度建模的銜接 本部分探討如何將不同尺度的計算結果連接起來，形成一個統一的材料性能預測框架。 從原子到介觀尺度：介紹如何利用第一性原理計算得到的能量和力場參數，來驅動更高級彆的模擬方法。例如，如何使用DFT計算得到的界麵能，作為有限元分析（FEA）中界麵強度的輸入參數。討論瞭相場模型（Phase-Field Modeling）在描述微觀結構演化（如析齣、粗化）中的優勢，以及其模型參數如何由微觀模擬或實驗數據確定。 性能指標的量化：本章將集中於如何將結構信息轉化為可測量的宏觀性能指標。例如，計算彈性張量（Cij）與材料剛度的關係，計算缺陷對電子遷移率的影響，以及預測光吸收截麵。 本書的目標是建立一個堅實的理論框架，使讀者能夠批判性地評估和應用計算方法，從而在材料設計和性能優化中做齣科學決策。它提供的是理解材料科學問題的深度視角，而非特定軟件操作指南。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，化學是一門“看得見”的科學，但過去的學習經曆，卻讓我覺得它“看不見”。直到我翻開《化學圖文設計與分子模擬計算》這本書，我纔真正體會到這句話的含義。書中對於分子結構的可視化設計，簡直是藝術品級彆的。每一個原子，每一個鍵，都經過精心設計，色彩搭配和諧，比例精準，仿佛在進行一場視覺盛宴。更讓我驚嘆的是，它還將分子模擬計算的結果，用如此清晰直觀的方式展現齣來。我能夠看到分子在不同能量狀態下的形變，能夠觀察到反應過程中能量的傳遞，甚至能夠預測一些化學反應的發生概率。這種將抽象的計算數據，轉化為生動圖像的能力，極大地激發瞭我進一步探索化學世界的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，一開始就吸引瞭我，《化學圖文設計與分子模擬計算》。我一直覺得，化學的美，不僅僅在於它的理論，更在於它的形態和動態。而這本書，完美地結閤瞭這兩者。書中的圖文設計，可以說是達到瞭教科書級彆的水準，每一張圖片都經過精心製作，既有科學的嚴謹性，又不失藝術的美感。而分子模擬計算的部分，更是將化學研究的尖端技術，以一種易於理解的方式呈現給讀者。我看到瞭如何利用計算模擬來預測分子的性質，如何設計新的材料，如何優化反應條件。這種將理論知識與實踐應用相結閤的方式，讓我對化學的認識，上升到瞭一個新的高度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名是《化學圖文設計與分子模擬計算》，讀完之後，我最大的感受就是，它像是一扇打開瞭新世界大門的鑰匙，讓我對化學這門學科的理解，從二維的文字描述，躍升到瞭三維的動態想象。之前，我學習化學，總是在腦海裏勾勒齣那些抽象的分子式和反應方程式，但總感覺隔靴搔癢，無法真正觸碰到它們的靈魂。這本書，恰恰彌補瞭這一遺憾。它用精美的圖文，將復雜的化學結構生動地呈現在我眼前，不僅僅是靜態的圖片，更有動態的模擬過程，讓我能夠清晰地看到原子間的鍵如何形成，電子雲是如何分布，反應是如何發生的。這種直觀的視覺衝擊，比任何枯燥的文字描述都來得更加深刻和持久。

評分☆☆☆☆☆

讀完《化學圖文設計與分子模擬計算》這本書，我深刻體會到瞭現代化學研究的魅力。書中將圖文設計和分子模擬計算巧妙地融閤在一起，為我打開瞭一個全新的學習視角。過去，我對化學分子的認識，大多停留在書本上的二維圖示，感覺非常抽象。而這本書，通過精美的圖文設計，將那些肉眼看不見的分子，生動地呈現在我眼前，讓我能夠直觀地理解它們的結構和性質。更讓我驚喜的是，它還介紹瞭分子模擬計算的應用。我可以通過計算機模擬，去“觀察”分子的運動，去“預測”化學反應的發生，去“設計”新的分子。這種將理論與實踐相結閤的學習方式，極大地提升瞭我學習化學的興趣和效率。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對化學充滿好奇的學習者，我一直在尋找能夠幫助我深入理解化學原理的工具。《化學圖文設計與分子模擬計算》這本書，無疑就是我一直尋覓的寶藏。它不僅僅是一本介紹化學知識的書，更是一本關於如何“看”化學的書。書中大量的圖示，將原本晦澀難懂的化學概念，變得一目瞭然。那些復雜的分子結構，那些微觀的反應過程，都被巧妙地用圖像語言錶達齣來。而分子模擬計算的部分，更是讓我大開眼界。我從來沒有想過，通過計算機，我竟然能夠“親身”參與到化學分子的構築和反應中，觀察它們的動態變化，預測它們的性質。這種互動式的學習體驗，讓我對化學的熱情，如同燎原之火，一發不可收拾。

評分☆☆☆☆☆

1.1計算機與化學

評分☆☆☆☆☆

很好用的東東，沒什麼缺點

評分☆☆☆☆☆

1.1計算機與化學

評分☆☆☆☆☆

還沒來得及看，應該是好書，反正京東不錯，書的內容沒看，無法評價

評分☆☆☆☆☆

化學專業書籍，適閤有機結構研究生或者高中化學老師，太方便實用瞭

評分☆☆☆☆☆

不錯不錯不錯不錯不錯不錯

評分☆☆☆☆☆

非常適閤初學者，加油，好棒

評分☆☆☆☆☆

50頁，有將近200頁介紹高斯，圖文並茂，是我見到的最詳細的介紹高斯的書籍，非常適閤自學者，圖文並茂，書寫詳細，不可多得的好書一本呀~

評分☆☆☆☆☆

1.1計算機與化學