Datorstödd molekylmodellering för gymnasiet

En presentation över ämnet: "Datorstödd molekylmodellering för gymnasiet"— Presentationens avskrift:

1 Datorstödd molekylmodellering för gymnasiet

2 Kemiska institutionen (Chemicum)
Står för den bredaste kemi undervisningen i Finland Avdelningar i Chemicum Laboratoriet för analytisk kemi Laboratoriet för oorganisk kemi Laboratoriet för fysikalisk kemi Laboratoriet för organisk kemi Laboratoriet för polymerkemi Laboratoriet för radiokemi Laboratoriet för svenskspråkig undervisning Lärarutbildningsenheten Ifall du skriver Eximia eller laudatur i kemins ämnesreal i studentskrivningarna, är du välkommen att studera vid kemiska institutionen – utan inträdesprov!

3 Kemiska institutionen (Chemicum)
De aktuella specialiseringsområden vid fakulteten: grön kemi material- och nanokemi datorstödd och teoretisk kemi syntetik och kemisk analytik. GRÖN KEMI- UTVECKLING AV NATURVÄNLIGA KEMISKA TEKNIKER MATERIAL- OCH NANOKEMI: TUNNFILMER OCH ANDRA NANOSTRUKTURERADE MATERIAL SYNTETISK OCH KEMISK ANALYTIK: UTVECKLING AV SEPARATIONSMETODER Institutionen tar även emot specialuppdrag inom miljövetenskap, tekniska vetenskaper, medicin och biovetenskaper.

4 LUMA-center och webb-tidningen Kreativ

5 Datorer och kemi Hjälpmedel för experimentell kemi
skrivande, räknande, presenterande mätningnsautomatik Hjälpmedel för teoretisk kemi simuleringar, beräkningar beräkningskemi Internet informationssökning, publicering, e-post

6 Vad är beräkningskemi? = molekylmodellering Förklarar Förutspår
Hypotes, en modell

7 Vad kan man undersöka med beräkningskemi?
Kemiska strukturer bindningslängder och –vinklar rymdstruktur, placering i rymden Kemiska egenskaper laddningsfördelning elektrontäthet spektroskopi Kemisk reaktivitet reaktionsmekanismer reaktionshastigheter

8 Visualisering av ett kemiskt fenomen
Olika skeden i visualiseringen Väljer den modell med vilken vi vill beskriva det kemiska fenomenet Beräknings arbete Analysering av resultat

9 Hur gör man på riktigt? Acetylsalicylsyra Aspirin C9H8O4
o-acetoxibensoesyra

10 Spartan ’04 molekylmodellerings program

11 Spartan (1) Starta maskinen:
Med molekylmodelleringsprogrammen kan man göra beräkningar för organiska molekyler Starta maskinen: Novell  HY-PUU  Science  Spartan 2004 Student Välj ”File”  ”New”

12 stänger molekyleditorn
mäter bindningslängder och -vinklar minimerar strukturens energi Spartan (standard) atomfärger: väte – vit kol – grå kväve – blågrå syre – röd fluor – grön natrium – gul magnesium – blå aluminium – purpur kisel – grå svavel – himmelsblå brom – orange jod – brun transitionsmetaller– grön He–Kr – orange xenon – gul öppnar molekyleditorn eliminerar

13 Spartan (3) Bygger molekylmodellen för aspirin bygger bensenringen
lägger till en karbonylgrupp lägger till en alkoholgrupp lägger till en karbonylgrupp (även =O) tillsätter ett sp3-kol vi förflyttar oss från editorial till själva modelleringen 1 2 3 4 5

14 Spartan (4) Att röra på molekylen i Spartan
sväng på molekylen – musens vänstra tangent nertryckt rör på molekylen i arbetsbordet – musens högra tangent nertryckt förstora, förminska molekylen – shift + musens högra tangent nertryckt sväng på molekylen i arbetsbordet – shift + musens vänstra tangent nertryckt

15 Spartan (5) Putsar ”steriska hinder”

16 Spartan (6) Med ”Model” som finns i menyn kan man ändra på strukturens utseende ball and spoke (boll- och stickmodell) space filling (kalottmodell) tube (tubmodell)

17 Spartan (7) Vi söker ett energetiskt minimi för molekylen – minimerar elektronernas energi Välj "Setup"  "Calculations Calculate: Equilibrium Geometry with Semi Empirical Compute: IR Total Charge: Singlet Välj slutligen: "Submit" "Display"  "Properties" visar energetiska egenskaper för den minimerade strukturen Mät bindningslängder och –vinklar (blåa ?-tangenterna och välj de atomer du vill betrakta; det ifrågavarande resultatet syns till höger i nedre hörnet

18 Spartan (8) Vi studerar elektronernas fördelning i molekylen
Välj ”Setup”  ”Surfaces” Surface: Density Property: Potential Välj slutligen ”OK” Välj ”Setup”  ”Submit”, med vilken den valda ytan beräknas (Den gula lådan i ”Surfaces” fönstret berättar om den beräknade ytan) Klicka på den gula ytan, varvid ytan syns Klicka på ytan med musens vänstra tangent, varvid du kan ändra på ytans presentationssätt nere i det högra hörnet

19 Spartan (9) Granskar molekylens fingerprint inom infraröd området
Välj ”Display”  ”Spectra” Fönstret som öppnas presenterar de räknade vibrationsfrekvenserna och –intensiteterna Genom att klicka på den gula lådan animeras den ifrågavarande vibrationen Klicka på ”Draw IR Spectrum”, varvid du samtidigt får fram det "experimentella spektret"

20 Tack för visat intresse
och tack för besöket !!!