The Molecule Calculator: A Web Appl

The Molecule Calculator: A Web Application for Fast Quantum Mechanics-Based Estimation of Molecular Properties

Jan H. Jensen* and Jimmy C. Kromann

Department of Chemistry, University of Copenhagen, Universitetsparken 5, 2100 Copenhagen, Denmark

*S Supporting Information

ABSTRACT: A new Web application called The Molecule Calculator (MolCalc) is described. The entry page is a molecular editor (JSmol) for interactive molecule building. The resulting structure can then be used to estimate molecular properties such as heats of formation and other thermodynamic properties, vibrational frequencies and vibrational modes, and molecular orbitals and orbital energies. These properties are computed using the GAMESS program at either the RHF/STO-3G (orbitals and orbital energies) or PM3 level of theory (all other properties) in a matter of seconds or minutes depending on the size of the molecule. The results, though approximate, can help students develop a chemical intuition about how molecular structure aﬀects molecular properties, without
performing the underlying calculations by hand, a nearly impossible task for all but the simplest chemical systems.

KEYWORDS: First-Year Undergraduate/General, Second-Year Undergraduate, Organic Chemistry, Computer-Based Learning, Inquiry-Based/Discovery Learning, Thermodynamics, MO Theory, Spectroscopy

The Molecule Calculator1 (MolCalc) is a Web application that allows students to build small molecules and estimate properties such as molecular structure, thermodynamic proper-ties, vibrational frequencies, vibrational modes, molecular orbitals, and orbital energies in a matter of seconds or minutes, depending on the size of the molecule. A video demonstrating
these features can be found on the Web site.2
MolCalc was designed to be used for teaching and for assignments in which the students build their own molecules and estimate the molecular properties, as opposed to reading from tables in textbooks. MolCalc was designed to run fast, and therefore, the estimated molecular properties will not match experimental values exactly and, in some cases, will be quite diﬀerent. The idea was to have students develop a chemical intuition about how molecular structure aﬀects molecular properties, without performing the underlying calculations by hand (which would be nearly impossible for all but the simplest chemical systems). Similar to a pocket calculator or a symbolic math program (such as Mathematica or MAPLE), MolCalc allows an instructor to assign higher-level chemical problems that are not practically possible to solve otherwise. For example, an instructor might ask students to compute the eﬀect of a substituent on a particular vibration and then rationalize the eﬀect using molecular orbitals. Or an instructor might ask more open-ended questions such as build a molecule with an unusually long C−C single bond.3
■ HOW MOLCALC WORKS

MolCalc is split into two steps: building the molecule and calculating molecule properties. The editor is centered around

the JSmol4 plugin, which is a new JavaScript version of the popular Jmol5 visualization program that, unlike Jmol, works on a broad range of devices without the use of Java, such as the iPhone and iPad. Diﬀerent starting structures are provided, as well as the possibility to search for other structures using common names or SMILES.6 The Chemical Identifier Resolver is used for searching and naming of structures.7 The editor interface is based on a point-and-click approach with a clear intuitive workflow, as seen in Figure 1. JSmol is used for all molecule modifications as well as structure minimization using the MMFF force field.8

In the Molecule Calculator page, the structure is reoptimized at the PM3 level of theory9 for a maximum of 50 steps, using the GAMESS program.10 After the minimization, the student is presented with the PM3 minimized structure and the diﬀerent calculation types. The PM3 structure can then be used to compute the heat of formation and other thermodynamic properties, vibrational frequencies and normal modes at the PM3 level of theory, or the molecular orbitals and orbital energies using the RHF/STO-3G level of theory. PM3 reproduces experimental heats of formation with an average error of 7.8 kcal/mol.11 Thus, heats of formation of elements in their standard state can be significantly diﬀerence from zero. Vibrational frequencies computed with PM3 have errors of ca. 160 cm−1.12 These cal-culations are also performed with the GAMESS program. OpenBabel13 is used to manage input and coordinate files.

To ensure a fast turnaround, MolCalc allows calculations on (closed shell) molecules with only doubly occupied molecular orbitals and with less than 11 non-hydrogen atoms. Only elements

Published: July 29, 2013

Figure 1. The Molecule Calculator (MolCalc) editor page (inset) and control buttons (enlarged, in back). The dashed lines in the inset correspond to the area displayed by the enlargement.

up to Ar are allowed. PM3 is chosen for its speed and the fact that it provides heats of formation. RHF/STO-3G is chosen for the orbital calculations because it provides the virtual orbitals, particularly the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) expected from the linear combination of atomic orbitals (LCAO) model. This is not always the case for larger basis sets.
■ USE IN TEACHING

One of the reviewers of this manuscript used MolCalc in teaching as part of the review and reports the following:

I found the software to be clear, intuitive, and user-friendly, ...

I also found the software to be a powerful teaching tool providing students with opportunities to: (1) visualize three-dimensional molecular shapes, (2) create their own molecules following simple rules of valence, and (3) explore structure-property relationships in molecules in more interesting and profound interactive ways.

In order to test students reactions, I had students in Physical Chemistry II carry out some lab/simulation exercises in two separate weeks within an introductory unit on molecular quantum mechanics/computational chemistry (see instruc-tional resources in Supporting Information). The students took well to the assignments; they were able to navigate the software with relative ease; and they were impressed with the power and utility of molecular orbital theory as implemented in these programs to answer questions regarding molecular properties. The students realized the limitations of the software imposed by the low level of theory needed to speed the calculations, and yet they were able to learn how compositional and structural parameters aﬀect molecular properties in a relative way and to understand some basic chemical principles on a deeper level.

■ AVAILABILITY

MolCalc is avaliable on the Web1 and the source code is distributed through Github under the GPL license.14 The Github page also accepts bug reports and feature requests. The core of MolCalc is written in PHP5, jQuery, HTML5, and Python2.7, but is modular and can be installed on most Web servers, which makes it quite easy to add new capabilities to MolCalc. A copy of the GAMESS code must be obtained separately.15
■ ASSOCIATED CONTENT
*S Supporting Information

Two exercises for the students. This material is available via the Internet at http://pubs.acs.org.
■ AUTHOR INFORMATION
Corresponding Author

*E-mail: jhjensen@chem.ku.dk.

Notes

The authors declare no competing financial interest.
■ ACKNOWLEDGMENTS

The development of MolCalc is supported by the University of Copenhagen through the Education at its Best initiative (Den gode uddannelse). The Molecule Editor was inspired, in part, by the Virtual Molecular Modeling Kit16 developed by Othis Rothenberger and Thomas Newton, and based on a prototype developed by Toke Fritzemeier. We thank one of the reviewers for sharing their teaching experience and material related to MolCalc.
REFERENCES

Molecule Calculator (MolCalc) http://dgu.ki.ku.dk/molcalc (accessed Jun 2013)

Molecule Calculator (MolCalc) http://dgu.ki.ku.dk/molcalc/ about (accessed Jun 2013)

Molecular Modeling Basics: Bond lengths, Avogadro, Google Docs, and gamification http://molecularmodelingbasics.blogspot.dk/ 2011/12/bond-lengths-avogadro-google-docs-and.html (accessed Jun 2013)

HTML5-only and WebGL Jmol Demo http://chemapps.stolaf. edu/jmol/jsmol/test2.htm (accessed Jun 2013)

Jmol: an open-source Java viewer for chemical structures in 3D http://jmol.sourceforge.net (accessed Jun 2013)

Weininger, D. SMILES, a chemical language and information system. 1. Introduction to methodology and encoding rules. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1988, 28 (1), 3136.

NCI/CADD Chemical Identifier Resolver http://cactus.nci.nih. gov/chemical/structure (accessed Jun 2013)

Halgren, T. A. Merck molecular force field. I. Basis, form, scope, parameterization, and performance of MMFF94. J. Comput. Chem. 1996, 17, 490519.

Stewart, J. J. P. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods I. Method. J. Comput. Chem. 1989, V. 10 (2), 209−220.
Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. General Atomic and Molecular Electronic Structure System. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347−1363.

Stewart, J. J. P. Optimization of parameters for semiempirical methods II. Applications. J. Comput. Chem. 1989, 10, 221−264.
Scott, A. P.; Radom, L. Harmonic Vibrational Frequencies: An Evaluation of Hartree Fock, Møller Plesset, Quadratic Configuration Interaction, Density Functional Theory, and Semiempirical Scale Factors. J. Phys. Chem. 1996, 100 (41), 1650216513.

1094 dx.doi.org/10.1021/ed400164n | J. Chem. Educ. 2013, 90, 1093−1095

O’Boyle, N. M.; Banck, M.; James, C. A.; Morley, C.; Vandermeersch, T.; Hutchison, G. R. Open Babel: An open chemical toolbox. J. Cheminform. 2011, 3, 33.

jens

The Molecule Calculator: A Web Application for Fast Quantum Mechanics-Based Estimation of Molecular Properties

Jan H. Jensen* and Jimmy C. Kromann

Department of Chemistry, University of Copenhagen, Universitetsparken 5, 2100 Copenhagen, Denmark

*S Supporting Information

ABSTRACT: A new Web application called The Molecule Calculator (MolCalc) is described. The entry page is a molecular editor (JSmol) for interactive molecule building. The resulting structure can then be used to estimate molecular properties such as heats of formation and other thermodynamic properties, vibrational frequencies and vibrational modes, and molecular orbitals and orbital energies. These properties are computed using the GAMESS program at either the RHF/STO-3G (orbitals and orbital energies) or PM3 level of theory (all other properties) in a matter of seconds or minutes depending on the size of the molecule. The results, though approximate, can help students develop a chemical intuition about how molecular structure aﬀects molecular properties, without
performing the underlying calculations by hand, a nearly impossible task for all but the simplest chemical systems.

KEYWORDS: First-Year Undergraduate/General, Second-Year Undergraduate, Organic Chemistry, Computer-Based Learning, Inquiry-Based/Discovery Learning, Thermodynamics, MO Theory, Spectroscopy

The Molecule Calculator1 (MolCalc) is a Web application that allows students to build small molecules and estimate properties such as molecular structure, thermodynamic proper-ties, vibrational frequencies, vibrational modes, molecular orbitals, and orbital energies in a matter of seconds or minutes, depending on the size of the molecule. A video demonstrating
these features can be found on the Web site.2
MolCalc was designed to be used for teaching and for assignments in which the students build their own molecules and estimate the molecular properties, as opposed to reading from tables in textbooks. MolCalc was designed to run fast, and therefore, the estimated molecular properties will not match experimental values exactly and, in some cases, will be quite diﬀerent. The idea was to have students develop a chemical intuition about how molecular structure aﬀects molecular properties, without performing the underlying calculations by hand (which would be nearly impossible for all but the simplest chemical systems). Similar to a pocket calculator or a symbolic math program (such as Mathematica or MAPLE), MolCalc allows an instructor to assign higher-level chemical problems that are not practically possible to solve otherwise. For example, an instructor might ask students to compute the eﬀect of a substituent on a particular vibration and then rationalize the eﬀect using molecular orbitals. Or an instructor might ask more open-ended questions such as build a molecule with an unusually long C−C single bond.3
■ HOW MOLCALC WORKS

MolCalc is split into two steps: building the molecule and calculating molecule properties. The editor is centered around

the JSmol4 plugin, which is a new JavaScript version of the popular Jmol5 visualization program that, unlike Jmol, works on a broad range of devices without the use of Java, such as the iPhone and iPad. Diﬀerent starting structures are provided, as well as the possibility to search for other structures using common names or SMILES.6 The Chemical Identifier Resolver is used for searching and naming of structures.7 The editor interface is based on a point-and-click approach with a clear intuitive workflow, as seen in Figure 1. JSmol is used for all molecule modifications as well as structure minimization using the MMFF force field.8

In the Molecule Calculator page, the structure is reoptimized at the PM3 level of theory9 for a maximum of 50 steps, using the GAMESS program.10 After the minimization, the student is presented with the PM3 minimized structure and the diﬀerent calculation types. The PM3 structure can then be used to compute the heat of formation and other thermodynamic properties, vibrational frequencies and normal modes at the PM3 level of theory, or the molecular orbitals and orbital energies using the RHF/STO-3G level of theory. PM3 reproduces experimental heats of formation with an average error of 7.8 kcal/mol.11 Thus, heats of formation of elements in their standard state can be significantly diﬀerence from zero. Vibrational frequencies computed with PM3 have errors of ca. 160 cm−1.12 These cal-culations are also performed with the GAMESS program. OpenBabel13 is used to manage input and coordinate files.

To ensure a fast turnaround, MolCalc allows calculations on (closed shell) molecules with only doubly occupied molecular orbitals and with less than 11 non-hydrogen atoms. Only elements

Published: July 29, 2013

Figure 1. The Molecule Calculator (MolCalc) editor page (inset) and control buttons (enlarged, in back). The dashed lines in the inset correspond to the area displayed by the enlargement.

up to Ar are allowed. PM3 is chosen for its speed and the fact that it provides heats of formation. RHF/STO-3G is chosen for the orbital calculations because it provides the virtual orbitals, particularly the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) expected from the linear combination of atomic orbitals (LCAO) model. This is not always the case for larger basis sets.
■ USE IN TEACHING

One of the reviewers of this manuscript used MolCalc in teaching as part of the review and reports the following:

I found the software to be clear, intuitive, and user-friendly, ...

I also found the software to be a powerful teaching tool providing students with opportunities to: (1) visualize three-dimensional molecular shapes, (2) create their own molecules following simple rules of valence, and (3) explore structure-property relationships in molecules in more interesting and profound interactive ways.

In order to test students reactions, I had students in Physical Chemistry II carry out some lab/simulation exercises in two separate weeks within an introductory unit on molecular quantum mechanics/computational chemistry (see instruc-tional resources in Supporting Information). The students took well to the assignments; they were able to navigate the software with relative ease; and they were impressed with the power and utility of molecular orbital theory as implemented in these programs to answer questions regarding molecular properties. The students realized the limitations of the software imposed by the low level of theory needed to speed the calculations, and yet they were able to learn how compositional and structural parameters aﬀect molecular properties in a relative way and to understand some basic chemical principles on a deeper level.

■ AVAILABILITY

MolCalc is avaliable on the Web1 and the source code is distributed through Github under the GPL license.14 The Github page also accepts bug reports and feature requests. The core of MolCalc is written in PHP5, jQuery, HTML5, and Python2.7, but is modular and can be installed on most Web servers, which makes it quite easy to add new capabilities to MolCalc. A copy of the GAMESS code must be obtained separately.15
■ ASSOCIATED CONTENT
*S Supporting Information

Two exercises for the students. This material is available via the Internet at http://pubs.acs.org.
■ AUTHOR INFORMATION
Corresponding Author

*E-mail: jhjensen@chem.ku.dk.

Notes

The authors declare no competing financial interest.
■ ACKNOWLEDGMENTS

The development of MolCalc is supported by the University of Copenhagen through the Education at its Best initiative (Den gode uddannelse). The Molecule Editor was inspired, in part, by the Virtual Molecular Modeling Kit16 developed by Othis Rothenberger and Thomas Newton, and based on a prototype developed by Toke Fritzemeier. We thank one of the reviewers for sharing their teaching experience and material related to MolCalc.
REFERENCES

Molecule Calculator (MolCalc) http://dgu.ki.ku.dk/molcalc (accessed Jun 2013)

Molecule Calculator (MolCalc) http://dgu.ki.ku.dk/molcalc/ about (accessed Jun 2013)

Molecular Modeling Basics: Bond lengths, Avogadro, Google Docs, and gamification http://molecularmodelingbasics.blogspot.dk/ 2011/12/bond-lengths-avogadro-google-docs-and.html (accessed Jun 2013)

HTML5-only and WebGL Jmol Demo http://chemapps.stolaf. edu/jmol/jsmol/test2.htm (accessed Jun 2013)

Jmol: an open-source Java viewer for chemical structures in 3D http://jmol.sourceforge.net (accessed Jun 2013)

Weininger, D. SMILES, a chemical language and information system. 1. Introduction to methodology and encoding rules. J. Chem. Inf. Comput. Sci. 1988, 28 (1), 3136.

NCI/CADD Chemical Identifier Resolver http://cactus.nci.nih. gov/chemical/structure (accessed Jun 2013)

Halgren, T. A. Merck molecular force field. I. Basis, form, scope, parameterization, and performance of MMFF94. J. Comput. Chem. 1996, 17, 490519.

Stewart, J. J. P. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods I. Method. J. Comput. Chem. 1989, V. 10 (2), 209−220.
Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. General Atomic and Molecular Electronic Structure System. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347−1363.

Stewart, J. J. P. Optimization of parameters for semiempirical methods II. Applications. J. Comput. Chem. 1989, 10, 221−264.
Scott, A. P.; Radom, L. Harmonic Vibrational Frequencies: An Evaluation of Hartree Fock, Møller Plesset, Quadratic Configuration Interaction, Density Functional Theory, and Semiempirical Scale Factors. J. Phys. Chem. 1996, 100 (41), 1650216513.

1094 dx.doi.org/10.1021/ed400164n | J. Chem. Educ. 2013, 90, 1093−1095

O’Boyle, N. M.; Banck, M.; James, C. A.; Morley, C.; Vandermeersch, T.; Hutchison, G. R. Open Babel: An open chemical toolbox. J. Cheminform. 2011, 3, 33.

jens

0/5000

จาก: -

เป็น: -

ผลลัพธ์ (ไทย) 1: [สำเนา]

คัดลอก!

เครื่องคิดเลขโมเลกุล: โปรแกรมประยุกต์เว็บในเร็วควอนตัมใช้ประเมินคุณสมบัติของโมเลกุลเจน H. Jan * และ Jimmy C. Kromannภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน Universitetsparken 5, 2100 โคเปนเฮเกน เดนมาร์ก* ข้อมูลการสนับสนุน Sบทคัดย่อ: สมัครเว็บใหม่ที่เรียกว่าโมเลกุลที่คำนวณ (MolCalc) ได้อธิบายไว้ หน้ารายการเป็นบรรณาธิการโมเลกุล (JSmol) สำหรับสร้างโมเลกุลแบบโต้ตอบ แล้วใช้โครงสร้างผลลัพธ์การประเมินคุณสมบัติของโมเลกุลเช่น heats ก่อ และอื่น ๆ คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ ความถี่ vibrational โหมด vibrational และ orbitals โมเลกุล และพลังงานของวงโคจร คุณสมบัติเหล่านี้จะคำนวณโดยใช้โปรแกรม GAMESS ที่ RHF/สโต - 3G (orbitals และพลังงานของวงโคจร) หรือระดับทฤษฎี (ทั้งหมดคุณสมบัติอื่น ๆ) ในเรื่องของวินาทีหรือนาทีขึ้นอยู่กับขนาดของโมเลกุล PM3 ผล ประมาณ แม้ว่าสามารถช่วยให้นักพัฒนาสัญชาตญาณเคมีเกี่ยวกับวิธีโมเลกุลโครงสร้าง aﬀects โมเลกุลคุณสมบัติ โดยการคำนวณต้นแบบด้วยมือ งานไปไม่ได้เกือบทั้งหมด แต่ระบบเคมีที่ง่ายที่สุดคำสำคัญ: ระดับปริญญาตรีระดับปริญญาตรี/ทั่วไป สองปีปีแรก เคมีอินทรีย์ เรียนรู้คอมพิวเตอร์ เรียนสอบถามตาม/ค้นพบ ทฤษฎีอุณหพลศาสตร์ MO กCalculator1 โมเลกุล (MolCalc) เป็นโปรแกรมประยุกต์เว็บที่ช่วยให้นักเรียนสร้างโมเลกุลขนาดเล็ก และประเมินคุณสมบัติของโครงสร้างโมเลกุล เหมาะสมความสัมพันธ์ทางอุณหพลศาสตร์ ความถี่ vibrational โหมด vibrational, orbitals โมเลกุล และพลังงานของวงโคจรในกี่วินาทีหรือนาที ขึ้นอยู่กับขนาดของโมเลกุล วิดีโอเห็นคุณลักษณะเหล่านี้สามารถพบได้ใน site.2 เว็บMolCalc ถูกออกแบบมาเพื่อใช้สอน และกำหนดที่สร้างโมเลกุลของตนเอง และประเมินคุณสมบัติระดับโมเลกุล ตรงข้ามกับอ่านจากตารางในหนังสือเรียน MolCalc ถูกออกแบบให้เรียกใช้อย่างรวดเร็ว และ ดังนั้นคุณสมบัติระดับโมเลกุลโดยประมาณจะไม่ตรงค่าทดลอง และ ในบางกรณี จะ diﬀerent มาก ความคิดที่ให้นักเรียนพัฒนาสัญชาตญาณเคมีเกี่ยวกับวิธีโมเลกุลโครงสร้าง aﬀects โมเลกุลคุณสมบัติ โดยไม่ต้องทำการคำนวณแบบด้วยมือ (ซึ่งจะเป็นไปไม่ได้เกือบทั้งหมดแต่ระบบเคมีที่ง่ายที่สุด) เช่นเดียวกับกระเป๋าเครื่องคิดเลขหรือโปรแกรมทางคณิตศาสตร์สัญลักษณ์ (เช่น Mathematica หรือเมเปิ้ล), MolCalc ให้ผู้สอนกำหนดปัญหาสารเคมีสูงกว่าที่ไม่ได้จริงแก้เป็นอย่างอื่น ตัวอย่าง ผู้สอนอาจให้นักเรียนคำนวณ eﬀect ของ substituent บนสั่นสะเทือนเฉพาะ และ rationalize eﬀect ใช้ orbitals โมเลกุลแล้ว หรือผู้สอนอาจถามคำถามแบบเปิดมากขึ้นเช่นสร้างโมเลกุล มีความยาวปกติ C−C เดียว bond.3■วิธีการทำงานของ MOLCALCMolCalc ถูกแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: การสร้างโมเลกุลและคำนวณคุณสมบัติของโมเลกุล ตัวแก้ไขแปลกJSmol4 ปลั๊กอิน ซึ่งเป็นจาวาสคริปต์รุ่นใหม่ของโปรแกรมแสดงภาพประกอบเพลง Jmol5 นิยมที่ ซึ่งแตกต่างจาก Jmol ที่ทำงานบนอุปกรณ์โดยใช้ Java, iPhone และ iPad ที่หลากหลาย โครงสร้างเริ่มต้น Diﬀerent มี และความสามารถในการค้นหาโครงสร้างอื่น ๆ ที่ใช้ชื่อ หรือใช้สำหรับค้นหา และการตั้งชื่อของอินเทอร์เฟซของโปรแกรมแก้ไขจะใช้วิธีจุด และคลิกับลำดับล้างง่าย 1 รูปใน structures.7 SMILES.6 เดอะเคมีรหัสตัว JSmol จะใช้สำหรับทั้งหมดปรับเปลี่ยนโมเลกุลตลอดจนลดภาระโครงสร้างที่ใช้ field.8 แรง MMFFในโมเลกุลเครื่องคิดเลข โครงสร้างเป็น reoptimized ที่ theory9 สำหรับขั้นตอน 50 ใช้ GAMESS program.10 หลังจากที่การลดระดับ PM3 นักเรียนนำเสนอโครงสร้าง PM3 ย่อและชนิดการคำนวณ diﬀerent แล้วสามารถใช้โครงสร้าง PM3 เพื่อคำนวณความร้อนที่ก่อตัว และอื่น ๆ คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ ความถี่ vibrational และโหมดปกติที่ระดับ PM3 ทฤษฎี หรือโมเลกุล orbitals และพลังงานของวงโคจรที่ใช้ทฤษฎีระดับ RHF/สโต - 3G Heats ทดลองของผู้แต่งกับมีข้อผิดพลาดเฉลี่ย 7.8 kcal/mol.11 ดังนี้คม PM3, heats ก่อตัวขององค์ประกอบในสถานะมาตรฐานได้อย่างมีนัยสำคัญ diﬀerence จากศูนย์ ความถี่ในการคำนวณ ด้วย PM3 vibrational มีข้อผิดพลาดของ ca 160 cm−1.12 culations cal เหล่านี้ยังดำเนินการกับโปรแกรม GAMESS OpenBabel13 ถูกใช้เพื่อจัดการแฟ้มป้อนข้อมูล และประสานงานเพื่อให้เป็นรวด MolCalc ได้คำนวณในโมเลกุล (ปิดเชลล์) orbitals โมเลกุลครอบครองสองเหตุการณ์เฉพาะ และอะตอมไฮโดรเจนไม่น้อยกว่า 11 องค์ประกอบเท่านั้นเผยแพร่: 29 กรกฎาคม 2013รูปที่ 1 เครื่องคิดเลขโมเลกุล (MolCalc) แก้ไขหน้า (แทรก) และปุ่มควบคุม (ขยาย ในกลับ) เส้นประในแทรกสอดคล้องกับพื้นที่ที่แสดง โดยการขยายถึง Ar ได้ PM3 ความเร็วและความจริงให้ heats ของผู้แต่ง RHF/สโต - 3G ถูกเลือกสำหรับการคำนวณการโคจรเนื่อง orbitals เสมือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสุดเดินโมเลกุลออร์บิทอล (LUMO) คาดว่าจากการรวมเชิงเส้นของ orbitals อะตอมแบบจำลอง (LCAO) นี้ได้ไม่เสมอกรณีชุดพื้นฐานใหญ่■ใช้ในการสอนผู้ตรวจทานฉบับนี้ใช้ MolCalc ในการสอนเป็นส่วนหนึ่งของการทบทวน และรายงานต่อไปนี้:พบซอฟแวร์ จะชัดเจน ง่าย ง่าย, ...นอกจากนี้ยังพบซอฟต์แวร์ที่เป็น เครื่องมือมีประสิทธิภาพสอนให้นักเรียน มีโอกาสที่จะ: (1) เห็นภาพสามมิติรูปร่างโมเลกุล, (2) สร้างโมเลกุลของตนเองตามกฎง่าย ๆ ของเวเลนซ์ และ (3) สำรวจความสัมพันธ์ลักษณะโครงสร้างในโมเลกุลในลักษณะโต้ตอบน่าสนใจมากขึ้น และลึกซึ้งการทดสอบปฏิกิริยานักเรียน ผมเรียนในฟิสิกส์ II ยกออกฝึกปฏิบัติ/การจำลองบางสัปดาห์สองแยกต่างหากภายในหน่วยการเกริ่นนำในโมเลกุลควอนตัม/เคมีเชิงคำนวณ (ดู instruc tional ทรัพยากรสนับสนุนข้อมูล) นักเรียนเอากันการกำหนด พวกเขาสามารถนำซอฟต์แวร์อย่างง่ายดายญาติ และพวกเขาก็ประทับใจกับอำนาจและอรรถประโยชน์ทฤษฎีโมเลกุลของวงโคจรที่นำมาใช้ในโปรแกรมเหล่านี้จะตอบคำถามเกี่ยวกับคุณสมบัติของโมเลกุล นักเรียนรู้ข้อจำกัดของซอฟแวร์ที่กำหนด โดยทฤษฎีที่จำเป็นในการคำนวณความเร็วในระดับต่ำ และยัง พวกเขาสามารถเรียนรู้วิธี compositional โครงสร้างพารามิเตอร์ aﬀect โมเลกุลคุณสมบัติ และวิธีสัมพันธ์ และเข้าใจบางหลักเคมีพื้นฐานในระดับลึก■ความพร้อมใช้งานMolCalc จะใช้ใน Web1 และรหัสแหล่งที่มาจะกระจายผ่าน Github ภายใต้ GPL license.14 Github หน้ายังยอมรับข้อบกพร่องรายงาน และลักษณะการร้องขอ หลักของ MolCalc เขียน PHP5, jQuery, HTML5 และ Python2.7 แต่เป็นโมดุล และสามารถติดตั้งบนเว็บเซิร์ฟเวอร์ส่วนใหญ่ ซึ่งทำให้ค่อนข้างง่ายเพื่อเพิ่มความสามารถใหม่ MolCalc สำเนาของรหัส GAMESS ต้องได้รับ separately.15■ที่เชื่อมโยงเนื้อหา* ข้อมูลการสนับสนุน Sแบบฝึกหัดที่สองสำหรับนักเรียน วัสดุนี้จะพร้อมใช้งานผ่านทางอินเทอร์เน็ตที่ http://pubs.acs.org■ผู้เขียนข้อมูลผู้เขียนที่สอดคล้องกัน* อีเมล์: jhjensen@chem.ku.dkหมายเหตุผู้เขียนประกาศดอกเบี้ยเงินไม่แข่งขัน■ตอบการพัฒนาของ MolCalc ได้รับการสนับสนุน โดยมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนผ่านการศึกษาในสุดความคิดริเริ่ม (Den gode uddannelse) แก้ไขโมเลกุลแรงบันดาลใจ ในส่วน โดยเสมือนโมเลกุลสร้างโมเดล Kit16 พัฒนา โดย Othis Rothenberger และนิวตัน Thomas และตามต้นแบบที่พัฒนา โดย Fritzemeier โตก เราขอขอบคุณทานอย่างใดอย่างหนึ่งสำหรับการแบ่งปันประสบการณ์การสอนและวัสดุที่เกี่ยวข้องกับ MolCalc ของพวกเขาการอ้างอิงโมเลกุลเครื่องคิดเลข (MolCalc) http://dgu.ki.ku.dk/molcalc (เข้าถึง 2013 มิ.ย.)Http://dgu.ki.ku.dk/molcalc/ เครื่องคิดเลข (MolCalc) โมเลกุลเกี่ยวกับ (เข้าถึง 2013 มิ.ย.)โมเลกุลสร้างโมเดลพื้นฐาน: พันธบัตรความยาว Avogadro เอกสาร Google และ gamification http://molecularmodelingbasics.blogspot.dk/ 2011/12/bond-lengths-avogadro-google-docs-and.html (เข้าถึง 2013 มิ.ย.)HTML5 เท่านั้น และเว็บจีแอล Jmol สาธิต http://chemapps.stolaf edu/jmol/jsmol/test2.htm (เข้าถึง 2013 มิ.ย.)Jmol: เป็นแหล่งเปิด Java แสดงสำหรับโครงสร้างทางเคมีใน 3D http://jmol.sourceforge.net (เข้าถึง 2013 มิ.ย.)Weininger, D. ยิ้ม ภาษาเคมี และระบบข้อมูล 1. แนะนำวิธีการและกฎการเข้ารหัส J. Chem. Inf. Comput Sci. 1988, 28 (1), 3136NCI/CADD เคมีรหัสตัว http://cactus.nci.nih gov/เคมี/โครง สร้าง (เข้าถึง 2013 มิ.ย.)Halgren ต.อ.เมอร์คฟิลด์บังคับระดับโมเลกุล I. พื้นฐาน แบบฟอร์ม ขอบเขต parameterization และประสิทธิภาพการทำงานของ MMFF94 J. Comput Chem. 1996, 17, 490519สจ๊วต J. J. P. ปรับพารามิเตอร์สำหรับ I. วิธี Semiempirical วิธี J. Comput Chem. 1989, V. 10 (2), 209−220Schmidt, M. W. Baldridge เคเค Boatz, J. A. Elbert, S. ต. Gordon, M. S. เจนเซน J. H. Koseki, S. Matsunaga, N. เหงียน อ.เค Su, S. Windus ต. L. Dupuis, M.; มอนท์โก ระบบโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม และโมเลกุลทั่วไปของ A. J. J. Comput Chem. 1993, 14, 1347−1363สจ๊วต J. J. P. ปรับพารามิเตอร์สำหรับวิธี semiempirical II ใช้งาน J. Comput Chem. 1989, 10, 221−264สก็อต A. P. Radom ความถี่ Vibrational L. Harmonic: การประเมิน Hartree Fock, Møller Plesset โต้ตอบการกำหนดค่ากำลังสอง ทฤษฎีการทำงานความหนาแน่น และปัจจัยขนาด Semiempirical J. ตามจริง Chem. 1996, 100 (41), 16502165131094 dx.doi.org/10.1021/ed400164n | J. Chem. Educ. 2013, 90, 1093−1095O'Boyle, N. M.; Banck, M.; James, C. A. Morley, C. Vandermeersch ต. Hutchison, G. R. เปิดบาเบล: การเปิดสารเคมีเครื่องมือ J. Cheminform 2011, 3, 33หญิง

การแปล กรุณารอสักครู่..

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:[สำเนา]

คัดลอก!

เครื่องคิดเลขโมเลกุล: แอพลิเคชันเว็บสำหรับควอนตัมกลศาสตร์ได้อย่างรวดเร็วตามการประเมินของโมเลกุลคุณสมบัติม.ค. H. เซ่น * และจิมมี่ C. Kromann ภาควิชาเคมีมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน Universitetsparken 5, 2100 โคเปนเฮเกน, เดนมาร์ก* S สนับสนุนข้อมูลบทคัดย่อ: ใหม่ โปรแกรมประยุกต์บนเว็บที่เรียกว่าเครื่องคิดเลขโมเลกุล (MolCalc) อธิบายไว้ หน้ารายการเป็นบรรณาธิการโมเลกุล (JSmol) สำหรับการสร้างโมเลกุลแบบโต้ตอบ โครงสร้างที่เกิดขึ้นนั้นจะสามารถใช้ในการประมาณการโมเลกุลคุณสมบัติเช่นความร้อนของการสร้างและคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์อื่น ๆ ความถี่การสั่นและโหมดการสั่นและโมเลกุล orbitals และพลังงานการโคจร คุณสมบัติเหล่านี้จะถูกคำนวณโดยใช้โปรแกรม GAMESS ที่ทั้ง RHF / ขืน-3G (orbitals และพลังงานโคจร) หรือระดับ PM3 ของทฤษฎี (คุณสมบัติอื่น ๆ ) ในเรื่องของการวินาทีหรือนาทีขึ้นอยู่กับขนาดของโมเลกุล ผลแม้ว่าโดยประมาณสามารถช่วยให้นักเรียนพัฒนาสัญชาตญาณเคมีเกี่ยวกับวิธี molecular structure ff สะท้อนคุณสมบัติโมเลกุลโดยไม่ต้องทำการคำนวณพื้นฐานด้วยมือเป็นงานที่เป็นไปไม่ได้เกือบสำหรับทุกคน แต่ที่ง่ายที่สุดในระบบสารเคมี. ที่มา: ปีแรกระดับปริญญาตรี / ทั่วไป, สองปีระดับปริญญาตรี, Organic Chemistry, การเรียนรู้ Computer-Based สอบถาม-Based / การค้นพบการเรียนรู้อุณหพลศาสตร์ทฤษฎี MO, สเปกโมเลกุล Calculator1 (MolCalc) เป็นโปรแกรมประยุกต์บนเว็บที่ช่วยให้นักเรียนที่จะสร้างโมเลกุลขนาดเล็กและคุณสมบัติประมาณการเช่นโครงสร้างโมเลกุล ความผูกพันที่เหมาะสมทางอุณหพลศาสตร์ความถี่การสั่นโหมดสั่นโมเลกุล orbitals และพลังงานโคจรในไม่กี่วินาทีหรือนาทีขึ้นอยู่กับขนาดของโมเลกุล วิดีโอแสดงให้เห็นถึงคุณลักษณะเหล่านี้สามารถพบได้บนเว็บ site.2 MolCalc ถูกออกแบบมาเพื่อนำมาใช้สำหรับการเรียนการสอนและการมอบหมายงานที่นักเรียนสร้างโมเลกุลของตัวเองและประเมินคุณสมบัติโมเลกุลเมื่อเทียบกับการอ่านจากตารางในตำรา MolCalc ถูกออกแบบมาเพื่อทำงานได้อย่างรวดเร็วและดังนั้นโมเลกุลคุณสมบัติที่คาดจะไม่ตรงกับค่าทดลองว่าและในบางกรณีจะค่อนข้างดิ ff erent คิดว่าจะมีนักเรียนพัฒนาสัญชาตญาณเคมีเกี่ยวกับวิธี molecular structure ff สะท้อนคุณสมบัติโมเลกุลโดยไม่ต้องดำเนินการคำนวณพื้นฐานด้วยมือ (ซึ่งจะเป็นไปไม่ได้เกือบสำหรับทุกคน แต่ที่ง่ายที่สุดในระบบสารเคมี) คล้ายกับเครื่องคิดเลขพกหรือโปรแกรมคณิตศาสตร์สัญลักษณ์ (เช่น Mathematica หรือ MAPLE) MolCalc ช่วยให้อาจารย์ผู้สอนในการกำหนดปัญหาสารเคมีในระดับสูงที่ไม่ได้ในทางปฏิบัติเป็นไปได้ที่จะแก้ปัญหาอย่างอื่น ตัวอย่างเช่นอาจารย์ผู้สอนอาจให้นักเรียนคำนวณ ect อี ff ของแทนในการสั่นสะเทือนโดยเฉพาะอย่างยิ่งแล้วหาเหตุผลเข้าข้างตนเองอี ff ect ใช้โมเลกุล orbitals หรืออาจารย์ผู้สอนอาจจะถามคำถามปลายเปิดเช่นสร้างโมเลกุลที่มี bond.3 นานผิดปกติ C-C เดียว■วิธี MOLCALC WORKS MolCalc ถูกแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนการสร้างโมเลกุลและการคำนวณคุณสมบัติโมเลกุล บรรณาธิการเป็นศูนย์กลางรอบปลั๊กอิน JSmol4 ซึ่งเป็นรุ่นที่ใช้งาน JavaScript ใหม่ของโปรแกรมการสร้างภาพ Jmol5 นิยมที่แตกต่างจาก Jmol, ทำงานบนความหลากหลายของอุปกรณ์โดยไม่ต้องใช้ Java เช่น iPhone และ iPad Di ff โครงสร้างเริ่มต้น erent มีให้เช่นเดียวกับความเป็นไปได้ในการค้นหาโครงสร้างอื่น ๆ โดยใช้ชื่อสามัญหรือ SMILES.6 เคมี Identifier Resolver จะใช้สำหรับการค้นหาและการตั้งชื่อของ structures.7 อินเตอร์เฟซการแก้ไขจะขึ้นอยู่กับจุดและคลิกที่วิธีการ ที่มีขั้นตอนการทำงานที่ใช้งานง่ายชัดเจนเท่าที่เห็นในรูปที่ 1 JSmol ถูกนำมาใช้สำหรับการปรับเปลี่ยนโมเลกุลทั้งหมดรวมทั้งลดโครงสร้างโดยใช้แรง MMFF field.8 ในเครื่องคิดเลขหน้าโมเลกุลโครงสร้างเป็น reoptimized ในระดับ PM3 ของ theory9 สูงสุด 50 ขั้นตอนโดยใช้ program.10 GAMESS หลังจากลดนักเรียนจะนำเสนอกับโครงสร้างลด PM3 และดิ ff erent ประเภทการคำนวณ โครงสร้าง PM3 จากนั้นจะสามารถใช้ในการคำนวณความร้อนของการก่อตัวและคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์อื่น ๆ ความถี่การสั่นและโหมดปกติที่ระดับ PM3 ของทฤษฎีหรือโมเลกุล orbitals และพลังงานโคจรใช้ RHF / ขืน-3G ระดับของทฤษฎี PM3 พันธุ์ร้อนการทดลองของการพัฒนาที่มีข้อผิดพลาดเฉลี่ย 7.8 กิโลแคลอรี / mol.11 ดังนั้นหน่วยการก่อตัวขององค์ประกอบในมาตรฐานของพวกเขาสามารถจะมีความหมายดิ ff การตั้งจากศูนย์ ความถี่การสั่นคำนวณกับ PM3 มีข้อผิดพลาดของรัฐแคลิฟอร์เนีย 160 เซนติเมตร-1.12 เหล่านี้ culations-cal จะดำเนินการยังมีโปรแกรม GAMESS OpenBabel13 ใช้ในการจัดการการป้อนข้อมูลและประสานไฟล์. เพื่อให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว, MolCalc ช่วยให้การคำนวณ (ปิดเปลือก) โมเลกุลที่มีครอบครองเพียงทวีคูณ orbitals โมเลกุลและมีน้อยกว่า 11 อะตอมไฮโดรเจนไม่ องค์ประกอบเฉพาะเผยแพร่: 29 กรกฎาคม 2013 รูปที่ 1 คำนวณโมเลกุล (MolCalc) หน้าบรรณาธิการ (ภาพประกอบ) และปุ่มควบคุม (ขยายด้านหลัง) เส้นประในสิ่งที่ใส่เข้าไปตรงกับพื้นที่ที่แสดงโดยการขยายตัว. ถึง Ar ได้รับอนุญาต PM3 ถูกเลือกสำหรับความเร็วและความจริงที่ว่ามันให้ความร้อนของการพัฒนา RHF / ขืน-3G ถูกเลือกสำหรับการคำนวณการโคจรเพราะมีออร์บิทัเสมือนโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่ำสุดว่างโมเลกุลโคจร (LUMO) ที่คาดหวังจากการรวมกันเชิงเส้นของปรมาณู orbitals (LCAO) รูปแบบ นี้ไม่เสมอกรณีสำหรับชุดใหญ่พื้นฐาน. ■ใช้ในการเรียนการสอนหนึ่งในผู้แสดงความคิดเห็นของต้นฉบับนี้ใช้ MolCalc ในการสอนเป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบและรายงานต่อไปนี้: ผมพบว่าซอฟต์แวร์ที่มีความชัดเจนใช้งานง่ายและใช้งานง่าย ... ฉันยังพบซอฟต์แวร์ที่เป็นเครื่องมือการเรียนการสอนที่มีประสิทธิภาพให้นักศึกษามีโอกาสที่จะ (1) เห็นภาพรูปร่างโมเลกุลสามมิติ (2) สร้างโมเลกุลของตัวเองต่อไปนี้กฎง่ายๆของความจุและ (3) การสำรวจโครงสร้าง ความสัมพันธ์ -property ในโมเลกุลในรูปแบบอินเตอร์แอคทีน่าสนใจมากขึ้นและลึกซึ้ง. เพื่อทดสอบปฏิกิริยานักเรียนผมมีนักเรียนในทางกายภาพเคมีครั้งที่สองดำเนินการออกกำลังกายบางอย่างในห้องปฏิบัติการ / การจำลองในสองสัปดาห์ที่แยกต่างหากภายในหน่วยเบื้องต้นเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัโมเลกุล / เคมีคำนวณ ( ดูทรัพยากรตามคำสั่ง-tional ในข้อมูลประกอบการ) นักเรียนใช้เวลาที่ดีที่จะได้รับมอบหมาย; พวกเขาสามารถที่จะนำทางซอฟแวร์ได้อย่างง่ายดายญาติ; และพวกเขาก็มีความประทับใจกับอำนาจและประโยชน์ของโมเลกุลทฤษฎีวงเป็นนำมาใช้ในโปรแกรมเหล่านี้จะตอบคำถามเกี่ยวกับคุณสมบัติของโมเลกุล นักเรียนตระหนักถึงข้อ จำกัด ของซอฟแวร์ที่กำหนดโดยระดับต่ำของทฤษฎีที่จำเป็นเพื่อเพิ่มความเร็วในการคำนวณและพวกเขาก็ยังมีความสามารถที่จะเรียนรู้วิธีพารามิเตอร์ compositional และโครงสร้าง ff ect โมเลกุลคุณสมบัติในทางญาติและเข้าใจหลักการทางเคมีพื้นฐานบางอย่างในที่ลึก ระดับ. ■ว่างMolCalc เป็นใช้ได้ใน web1 และรหัสที่มามีการกระจายผ่าน Github ภายใต้ GPL license.14 หน้า Github ยังรับรายงานข้อผิดพลาดและแสดงคุณสมบัติ หลักของ MolCalc เขียนใน PHP5, jQuery, HTML5 และ Python2.7 แต่เป็นแบบแยกส่วนและสามารถติดตั้งบนส่วนใหญ่เว็บเซิร์ฟเวอร์ซึ่งจะทำให้ง่ายต่อการเพิ่มความสามารถใหม่ในการ MolCalc สำเนาของรหัส GAMESS ต้องได้รับ separately.15 ■เนื้อหาที่เกี่ยวข้องของS * สนับสนุนข้อมูลสองการออกกำลังกายสำหรับนักเรียน วัสดุนี้สามารถใช้ได้ผ่านทางอินเทอร์เน็ตที่ http://pubs.acs.org. ■ข้อมูลที่ผู้เขียนเขียนสอดคล้อง* E-mail:. jhjensen@chem.ku.dk หมายเหตุผู้เขียนประกาศไม่มีผลประโยชน์ทางการเงินการแข่งขัน. ■กิตติกรรมประกาศพัฒนา MolCalc รับการสนับสนุนจากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนผ่านการศึกษาความคิดริเริ่มที่ดีที่สุด (Den ข่าวดีการศึกษา) โมเลกุลบรรณาธิการรับแรงบันดาลใจในบางส่วนโดยการสร้างแบบจำลองโมเลกุลเสมือน Kit16 พัฒนาโดย Othis Rothenberger และโทมัสนิวตันและอยู่บนพื้นฐานของต้นแบบที่พัฒนาโดย Toke Fritzemeier เราขอขอบคุณหนึ่งในผู้แสดงความคิดเห็นสำหรับการแบ่งปันประสบการณ์ในการสอนของพวกเขาและวัสดุที่เกี่ยวข้องกับ MolCalc. อ้างอิงโมเลกุลคำนวณ (MolCalc) http://dgu.ki.ku.dk/molcalc (เข้าถึงมิถุนายน 2013) เครื่องคิดเลขโมเลกุล (MolCalc) http: // dgu.ki.ku.dk/molcalc/ เกี่ยวกับ (เข้าถึงมิถุนายน 2013) การสร้างแบบจำลองโมเลกุลขั้นพื้นฐาน: ความยาวบอนด์ Avogadro, Google Docs และ gamification http://molecularmodelingbasics.blogspot.dk/ 2011/12 / พันธบัตรยาว-avogadro- google-เอกสาร-and.html (เข้าถึงมิถุนายน 2013) HTML5 เดียวและ WebGL Jmol สาธิต http: //chemapps.stolaf edu / jmol / jsmol / test2.htm (เข้าถึงมิถุนายน 2013) Jmol: เปิดแหล่งที่มาของผู้ชม Java สำหรับโครงสร้างทางเคมีในรูปแบบ 3D http://jmol.sourceforge.net (เข้าถึงมิถุนายน 2013) Weininger, D. SMILES, ภาษาเคมี และระบบสารสนเทศ 1. รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวิธีการและกฎการเข้ารหัส Chem เจ Inf คอมพิวเต วิทย์ 1988, 28 (1), 3136. NCI / CADD เคมี Identifier Resolver http: //cactus.nci.nih gov / เคมี / โครงสร้าง (เข้าถึงมิถุนายน 2013) Halgren, TA เมอร์คสนามพลังโมเลกุล เกณฑ์ I. รูปแบบขอบเขตพาราเมทริกและประสิทธิภาพการทำงานของ MMFF94 เจคอมพิวเต Chem 1996, 17, 490,519. สจ๊วต JJP การเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์สำหรับ Semiempirical วิธีหนึ่งวิธี เจคอมพิวเต Chem 1989, V. 10 (2), 209-220. ชมิดท์, MW; Baldridge, KK; Boatz, JA; เอลเบิร์, ST; กอร์ดอน, MS; เซ่น JH; Koseki, S .; Matsunaga, ไม่มี .; เหงียน, KA; ซู S .; Windus, TL; ปีส์, M .; มอนต์กอเม JA ทั่วไปอะตอมและโมเลกุลโครงสร้างระบบอิเล็กทรอนิกส์ เจคอมพิวเต Chem 1993, 14, 1347-1363. สจ๊วต JJP การเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์สำหรับวิธีการ semiempirical ครั้งที่สอง การประยุกต์ใช้งาน เจคอมพิวเต Chem . 1989, 10, 221-264 ก็อตต์, AP; ราดแอลฮาร์มอนิ Vibrational ความถี่: การประเมินผลการ Hartree Fock, Møller Plesset ปฏิสัมพันธ์การกำหนดค่ากำลังสอง, ความหนาแน่นของทฤษฎีการทำงานและปัจจัยที่มีสเกล Semiempirical เจสรวง Chem . 1996, 100 (41), 1650216513 1094 dx.doi.org/10.1021/ed400164n | เจ Chem Educ 2013, 90, 1093-1095 O'Boyle, NM; Banck, M .; เจมส์แคลิฟอร์เนีย; มอร์ลี่ย์, C .; Vandermeersch, เสื้อ .; ฮัทชิสัน GR เปิดบาเบล: กล่องเคมีเปิด เจ Cheminform 2011, 3, 33. jens

การแปล กรุณารอสักครู่..

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:[สำเนา]

คัดลอก!

โมเลกุลเครื่องคิดเลข : โปรแกรมประยุกต์บนเว็บอย่างรวดเร็วโดยการประมาณคุณสมบัติควอนตัมโมเลกุล

แจนเอช. เจนเซ่น * จิมมี่ ซี kromann

ภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน universitetsparken 5 , 2100 โคเปนเฮเกน , เดนมาร์ก

* ข้อมูลสนับสนุน

เป็นโปรแกรมเว็บใหม่ที่เรียกว่าโมเลกุลเครื่องคิดเลข ( molcalc ) อธิบายหน้ารายการเป็นบรรณาธิการโมเลกุล ( jsmol ) สำหรับการสร้างโมเลกุลแบบโต้ตอบ ส่งผลให้โครงสร้างสามารถใช้เพื่อประเมินคุณสมบัติของโมเลกุล เช่น ความร้อนของการก่อตัวและคุณสมบัติอื่น ๆ , ความถี่ของการสั่นสะเทือนและโหมดการสั่นสะเทือนและออร์บิทัลเชิงโมเลกุลและโคจรพลัง .คุณสมบัติเหล่านี้จะถูกคำนวณโดยใช้โปรแกรม gamess ที่ทั้ง rhf / sto-3g ( วงโคจรและวงโคจรพลัง ) หรือ pm3 ระดับทฤษฎี ( คุณสมบัติอื่น ๆทั้งหมด ) ในเรื่องของการวินาทีหรือนาที ขึ้นอยู่กับขนาดของโมเลกุล ผลลัพธ์ แม้ว่าประมาณ สามารถช่วยให้นักเรียนพัฒนาปรีชาเคมีเรื่องโครงสร้างโมเลกุลเป็นﬀผลคุณสมบัติของโมเลกุล โดย
แสดงถึงการคำนวณด้วยมือ เป็นงานที่เป็นไปไม่ได้เกือบทั้งหมดแต่ที่ง่ายที่สุดระบบเคมี

คำสำคัญ : นักศึกษาชั้นปีที่ 1 ระดับปริญญาตรี / ทั่วไป , นักศึกษาปี , อินทรีย์เคมีที่สอง การเรียนรู้โดยใช้คอมพิวเตอร์ การใช้ / การค้นพบการเรียนรู้ทางทฤษฎีโมี

โมเลกุล calculator1 ( molcalc ) เป็นโปรแกรมประยุกต์บนเว็บที่ช่วยให้นักเรียนที่จะสร้างโมเลกุลขนาดเล็กและคุณสมบัติประมาณ เช่น โครงสร้างโมเลกุล เทอร์โมไดนามิกส์ที่เหมาะสมเสมอการสั่นความถี่การสั่นโหมดออร์บิทัลเชิงโมเลกุล และโคจรพลังในเรื่องของการวินาทีหรือนาที ขึ้นอยู่กับขนาดของโมเลกุล วีดีโอสาธิต
คุณสมบัติเหล่านี้สามารถพบได้บนเว็บไซต์ 2
molcalc ถูกออกแบบมาเพื่อใช้สำหรับการสอนและงานที่นักเรียนสร้างโมเลกุลของตนเอง และประเมินคุณสมบัติของโมเลกุล ซึ่งอ่านจากตารางในหนังสือเรียน molcalc ถูกออกแบบมาเพื่อวิ่งเร็ว และ ดังนั้น เมื่อโมเลกุลคุณสมบัติจะไม่ตรงกับค่าทดลองว่า ในบางกรณีจะค่อนข้างดี ﬀ erent . แนวคิดที่จะมีนักเรียนพัฒนาปรีชาเคมีเรื่องโครงสร้างโมเลกุลเป็นﬀผลคุณสมบัติของโมเลกุล โดยการแสดงพื้นฐานการคำนวณด้วยมือ ( ซึ่งจะเป็นเกือบเป็นไปไม่ได้สำหรับทุกคน แต่ที่ง่ายที่สุดระบบทางเคมี ) คล้ายกับเครื่องคิดเลขพกพาหรือโปรแกรมคณิตศาสตร์สัญลักษณ์ ( เช่น Mathematica หรือเมเปิล )molcalc ช่วยให้ผู้สอนกำหนดระดับสารเคมี ปัญหาที่ไม่แทบจะเป็นไปได้ที่จะแก้อย่างอื่น ตัวอย่างเช่น ผู้สอนอาจจะให้นักเรียนคำนวณ E ﬀ ect ของอะตอมซึ่งแทนที่อะตอมอื่นในโมเลกุลในการสั่นสะเทือนเฉพาะแล้ว ﬀ ect การ rationalize และออร์บิทัลเชิงโมเลกุล .

การแปล กรุณารอสักครู่..

ภาษาอื่น ๆ

การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.