化学生物办公室Ultra 2008在中学有机化学教学中的应用_有机化学论文

ChemBio Office Ultra 2008在中学有机化学教学中的应用,本文主要内容关键词为:有机化学论文,中学论文,教学中论文,Office论文,ChemBio论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

化学教师在编排有机化学练习和试卷资料的过程中,所需用到的各种有机分子结构简式的编辑是令人非常头疼的事情,因为它们很难通过一些常用的桌面编辑软件完成(包括Office和WPS等);此外,在课堂教学中对于有机化学分子模型的描述,以及有机化学分子空间结构的展示等都是困扰我们广大师生的一大教学难题。一旦遇到复杂有机分子的空间结构,仅凭教师的口头阐述对学生来讲因过于抽象而难以接受。

笔者经过长时间的学习和研究,发现利用ChemBioOffice Ultra 2008这一软件套件可以帮助我们教师很好地解决以上教学难题。

ChemBioOffice Ultra 2008是一款由美国剑桥公司出版的(目前市场上只有英文版),集强大的应用功能于一身的非常优秀的桌面化学生物软件之一。它包含以下软件:ChemBioDraw化学结构绘图,ChemBio3D分子模型及仿真,ChemFinder化学信息搜寻整合系统,此外还加入了E-NotebookUltra10.0,BioAssay Pro 10.0,量化软件MOPAC、Gaussian和GAMESS的界面,ChemSAR,Server Excel,CLogP,CombiChem/Excel等等,ChemOffice Pro还包含了全套ChemInfo数据库,有ChemACX和ChemACXSC,Merck索引和ChemMSDX。

接下来我将分别介绍其中的ChemBioDraw和ChemBio3D两款软件在中学有机化学教学中的辅助应用。

一、用ChemBioDraw编辑有机物分子的结构简式

图1 Chem Bio Draw软件的工作界面

方法1.利用工具箱中的工具绘制有机物的结构简式。例如要画一个苯乙酸的结构简式,可以通过如下步骤完成:首先,单击工具箱中的“”图标,鼠标移动到编辑区会显示相应的六边形,再次单击左键并按住不放旋转以调整苯环的角度,当松开左键时便可得到一个苯环;其次,选中工具箱中的“”图标,再次移动到编辑区所需连接的苯环的任一顶点上,该点会呈小正方形黑块加亮显示,单击左键并旋转拖动鼠标到适合的角度释放,便成功给苯环添上了一个甲基,用同样的方法,在该甲基上再添上一个甲基便得到乙基,此时在编辑区形成一个乙苯;再次,使用工具箱中的“”图标,移动到编辑区的乙基的端点上呈小黑块加亮显示时单击形成一个文本输入框,用键盘输入“COOH”,最终得到我们所要绘制的苯乙酸的结构简式:最后可以通过复制粘贴进Word文档,如“”。如需画除羧基官能团之外的基团亦可用文本输入的方法得到。若是要画含双键或者多键的取代基,可以利用“”工具,单击不放在右边会显示一个各种多线条选择框如图2所示,可以选择所需要的多键类型。

图2 多键类型选择框

方法2.若是知道一个有机物分子的英文名称,可以通过ChemBioDraw直接转换成结构简式。具体操作是先点击菜单栏里面的“structure”,然后单击选择“Convert name to structure”选项栏,此时会出现一个对话框如图3所示,在对话框里面输入英文名称,最后按“OK”确定就可以了。

图3 对话框界面

方法3.对于某些复杂且特殊的有机分子,可以通过软件样板库直接选择而获得。具体操作可通过工具箱当中的“”工具完全,按住不放会在右边形成一系列的子菜单,进入这些子菜单我们不仅可以选择我们所需的一些常见而复杂的有机物分子(如进入Aromatics子菜单可见图4),像进入Clipware子菜单我们还可以得到我们有机化学实验中常用到的一些化学仪器图(进入Clipware,part1,见图5)。

图4 子菜单界面

图5 化学仪器界面

二、用ChemBio3D演示有机物分子的空间结构

图6 Chem Bio 3D的工作界面

1.观察分子的空间结构

把在ChemBioDraw中绘制好的结构简式复制到当前空间演示区便形成有机分子的球棍模型,可以通过单击Rotate“”工具,然后可以在空间演示区任一点单击左键并按住不放同时旋转移动便可在立体空间内观察有机分子的结构。

此外,在有机化学当中,学生在想象和理解单键是可以旋转以及旋转之后形成一个怎么样的空间构型是有困难的。而通过ChemBio3D可以很好地解决这一点,在Rotate tool图标的右下角有一个小的三角形,按住不放,便可看到下面的图7所示窗口:

图7

图8

当我们把需要旋转的单键两端的原子选上之后,“O”字母后面的三个图标会加亮显示如图8所示,若是选择其中第一个图标,再去移动角度盘上面的绿色小圆点将整体转动(也可在盘的左下角直接输入旋转的角度:其中正值代表顺时针旋转,负值代表逆时针旋转);选择第二个图标再移动绿色小圆点将使单键下面方向的原子及其上面的基团和单键一起在空间旋转;第三个图标和第二个图标所指原子方向相反。下面以乙烷分子中碳碳单键连续旋转所形成的几张图片来展示这一变化过程(见图9):

图9

2.观察分子的各种模型

通过ChemBio3D我们可观察到分子的“Wire Frame”“Sticks”“Ball&Stick”“Cylindrical Bonds”“Space Filling”等模型,并可以把得到的模型直接复制并粘贴到Word文档中编辑应用。具体操作步骤是通过把在ChemBioDraw里面画好的结构简式复制到Chem3D中或者利用Chem3D里面自带的工具画,再点击Display Mode“”工具以选择各种模型。通过这些分子模型可以帮助我们想像分子的空间结构,下面给出用该软件画出的乙醇各种分子模型的图片:

图10

以上是笔者在化学教学中使用该软件经常会用到的一些辅助操作,在此作一些简单介绍,希望可以对爱好多媒化学教学的教师朋友们起到一些帮助;现代教育技术的发展帮助我们教师在传统教学基础上解决了很多的教学困难,使我们的教学效率得到很大的提高,教学软件的应用只不过是现代教育技术的一小部分,亦能起到这么大的帮助作用,我想如果我们教师能够利用课余时间多作这方面的研究,应该能对自己教学水平有一个大的提高。

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