Использование программного пакета ChemCraft для моделирования и визуализации структуры и свойств молекулярных систем. Методические указания

Практическая работа №3 «Создание анимированных изображений молекулярных систем в ChemCraft»

Задание 1. Создать несколько типов анимированных изображений формата GIF, удовлетворяющих нижеследующим требованиям. Результаты представить в виде презентации.

Изображение 1. Анимированное изображение вращения молекулы. Число кадров – 25. Точка вращения – центр молекулы. Вращение относительно осей X и Y под произвольным углом. Дополнительно на изображение нанести значения основных длин связей и типа химических элементов атомов молекулы.

Изображение 2. Анимированное изображение частоты нормального колебания молекулы, приводящее к значительным искажениям структуры молекулы (на выбор). Число кадров – 25. Дополнительно на изображении должны быть указаны порядковые номера атомов.

Изображение 3. Пользовательская анимация. Число кадров – 20. Дополнительно на изображении рядом с атомами должны быть отображены метки с указанием типов химических элементов (если подобный вариант позволяет выбранная схема отображения).

Практическая работа №4 «Анализ частот нормальных колебаний и построение ИК спектров в ChemCraft»

Задание 1. Открыть в программном пакете ChemCraft заданный файл. Выполнить ряд действий.

1.Определить число частот нормальных колебаний химической структуры. Выделить наиболее интенсивную частоту для отображения. Сохранить анимированное изображение этой частоты нормального колебания (дополнительно на атомы наносятся метки типов химических элементов).

2.Для более наглядного отображения выбранной частоты колебания изменить заданные по умолчанию значения следующих опций: масштабирующего множителя амплитуды смещения атомов во время колебания; период колебания; включить режим отображения осей. Сохранить анимированное изображение с заданными параметрами.

51

Задание 2. На основе открытого файла построить ИК спектр заданной молекулы. Сохранить изображения ИК спектров, удовлетворяющие следующим требованиям:

Изображение 1. Лоренцево уширение спектральных линий. Интервал отображения частот – 400-3800 см-1. Цвет линий спектра – темно-синий, толщина линии – 3. Цвет фона – голубой. Изменить название спектра, заданное по умолчанию на название молекулы. Изменить названия осей спектра на русские.

Изображение 2. Доплеровское уширение спектральных линий. Скрытые вертикальные линии линейчатого спектра. Отображение текстовой информации на спектре о значениях основных частот нормальных частот колебаний. Масштабирующий множитель сдвига спектра по оси Х – 0.9. Цвет, толщина линий отображения осей и спектра на выбор пользователя для получения четкого ИК спектра.

Все статичные и анимированные изображения практического задания представить в виде презентации.

Практическая работа №5 «Анализ электронного строения молекулярных структур в ChemCraft»

Задание 1. На основе открытого файла сохранить нижеследующие типы изображений молекулярных орбиталей. Результаты представить в виде презентации.

1.Рисунки, отражающие влияние выбранной точности изображения (значение числа точек на ангстрем) на качество получаемого изображения изоповерхностей молекулярных орбиталей. Так, для получения изображения, иллюстрирующего «плохое качество», следует установить значение 3.5, для получения «хорошего качества» отображения молекулярных орбиталей это значение должно быть равным или превышать значение 12.23.

2.Рисунки, различающиеся стилем отображения изоповерхностей: (а) – в виде точек, (б) – в виде линий, (в) – в виде изоповерхностей. На рисунках следует изменить цветовые схемы отображения изоповерхностей на отличные от заданных по умолчанию.

3.Рисунок, на котором показаны лишь изображения молекулярных орбиталей в виде изоповерхностей, а атомы

молекулы скрыты. Цвет молекулярных орбиталей с

52

отрицательными значениями контура – зеленый, с положительными – желтый. Дополнительно установить отображение блеска на изоповерхностях.

53

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.http://www.chemcraftprog.com/description.html

2.Кларк Т. Компьютерная химия / Т. Кларк. – М.: Мир, 1990. –

381с.

3.Компьютерная технология квантово-химических расчетов с помощью программного пакета «Gaussian»: – Методическое пособие / А.Н. Маслий [и др.] – Казань. 2003. – 88 с.

4.Маслий А.Н. Руководство по использованию компьютерной программы MOLDEN для визуализации результатов квантовохимических расчетов: методическое пособие / А.Н. Маслий, М.С. Шапник, А.М. Кузнецов. – Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2009. – 40 с.

5.Маслий А.Н. Методика квантово-химического исследования кинетики и механизмов реакций, протекающих в водных растворах / А.Н. Маслий, Т.Н. Гришаева, А.М. Кузнецов. – Казань: Изд-во КНИТУ, 2013. – 24 с.

54

55

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА CHEMCRAFT ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ

СВОЙСТВ МОЛЕКУЛЯРНЫХ СИСТЕМ

Составители:

Татьяна Николаевна. Гришаева Алексей Николаевич Маслий Андрей Михайлович Кузнецов

Ответственный за выпуск Е. Е. Стародубец

Издательство Казанского национального исследовательского технологического университета

Офсетная лаборатория Казанского национального исследовательского технологического университета

420015, Казань, К. Маркса, 68

56