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1計(jì)算機(jī)化學(xué)軟件在分析立體模型顯示方面的分析

縱觀以往的有機(jī)化學(xué)教學(xué)而言，在分子立體結(jié)構(gòu)降解方面，很多教師僅僅依靠分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行展示，但是這種展示方式一般缺少形象直觀因素作支撐，為此對(duì)于學(xué)生而言學(xué)生依舊很難懂得分析立體結(jié)構(gòu)知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法想象出分子結(jié)構(gòu)，無(wú)法深入理解，更加無(wú)法達(dá)到學(xué)以致用的目的。可在化學(xué)教學(xué)中，有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)是化學(xué)整體教學(xué)的重點(diǎn)，它的立體幾何構(gòu)成與化學(xué)分子反應(yīng)機(jī)理與物理、化學(xué)性質(zhì)等之間存在著極大的關(guān)聯(lián)。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有很多軟件能夠?qū)Ψ肿咏Y(jié)構(gòu)展開(kāi)模擬演示，教師也能夠利用這些軟件進(jìn)行教學(xué)，從而使得學(xué)生能夠更加清楚的認(rèn)識(shí)到化學(xué)分子結(jié)構(gòu)模式，使學(xué)生能夠真正理解分子結(jié)構(gòu)，應(yīng)用這部分知識(shí)。例如ChemOffice等相關(guān)化學(xué)輔助教學(xué)軟件，都能夠利用3D技術(shù)完成分子立體結(jié)構(gòu)模擬演示操作，并且對(duì)化學(xué)分子中各種模型結(jié)構(gòu)都能夠完成模擬，例如球棍模型等，都能夠提升學(xué)生對(duì)分子結(jié)構(gòu)的理解，也能夠提升學(xué)生的想象力等。例如在對(duì)乙烷分子構(gòu)象教學(xué)過(guò)程中，教師可以應(yīng)用Gaussian03軟件進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)對(duì)該軟件的操作來(lái)完成分子構(gòu)成，將其和分子能量展開(kāi)關(guān)聯(lián)。具體做法為：首先需要建立乙烷分子模型，之后優(yōu)化分子模型。其次，為了能夠有效的完成360度旋轉(zhuǎn)C-C，就需要改變H4-C3-C2-H1二面角，將Scan輸入其中，掃描所有旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的勢(shì)能曲線。最后，對(duì)C-C旋轉(zhuǎn)曲線先開(kāi)分析，同時(shí)研究分子勢(shì)能構(gòu)象變化規(guī)律，最終和勢(shì)能曲線最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的構(gòu)象便為穩(wěn)定構(gòu)象，也可以被稱(chēng)之為交叉型構(gòu)象。

2計(jì)算化學(xué)軟件對(duì)分子光學(xué)模擬的分析

在有機(jī)化合物分子光譜學(xué)習(xí)中，對(duì)其特征的學(xué)習(xí)能夠使得學(xué)生更加靈活的應(yīng)用相應(yīng)的化學(xué)知識(shí)來(lái)分析物質(zhì)世界。在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中，科學(xué)家們要真正的完成對(duì)分子光譜的分析與了解工作，一般需要現(xiàn)代儀器對(duì)有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)展開(kāi)分析，但是這些儀器卻不能在實(shí)際教學(xué)課堂上應(yīng)用。但是Gaussian03軟件卻與之不同，該軟件能夠被應(yīng)用在實(shí)際混血教學(xué)課堂當(dāng)中，在課堂上完成對(duì)分子光譜的模擬和預(yù)測(cè)操作。例如在對(duì)有機(jī)分子紅外光譜與振動(dòng)模式學(xué)習(xí)的過(guò)程中便可利用這款軟件，引導(dǎo)學(xué)生分析與觀察模型演示，從而使得學(xué)生更加直觀的學(xué)習(xí)其知識(shí)，并且理解與運(yùn)用化學(xué)知識(shí)。另外在化學(xué)教學(xué)課堂上利用軟件ChemOffice也可以對(duì)有機(jī)化物的質(zhì)荷比與核磁共振譜圖實(shí)施預(yù)測(cè)與模擬工作。例如，可以對(duì)苯內(nèi)酮模擬測(cè)試等。除此之外，計(jì)算機(jī)軟件也可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理展開(kāi)演示。在相應(yīng)有機(jī)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，化合物的有機(jī)反應(yīng)是教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)，同時(shí)也是教學(xué)難點(diǎn)，由于機(jī)理反應(yīng)后所帶來(lái)的影響一般較為復(fù)雜，并且具有較多的種類(lèi)，過(guò)于抽象，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分知識(shí)的過(guò)程中感覺(jué)到很吃力，對(duì)知識(shí)點(diǎn)也是很難理解，無(wú)法深入的把我與研究。可實(shí)際上掌握這部分的知識(shí)，能夠幫助學(xué)生對(duì)日后學(xué)習(xí)合成工藝與合理選擇等有著極大的幫助，具有提升學(xué)生科研能力的作用。為此，我們可以認(rèn)為有機(jī)反應(yīng)教學(xué)能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)較大的意義，能夠推動(dòng)學(xué)生的發(fā)展。實(shí)踐表明，Gaussian03軟件在這部分知識(shí)教學(xué)中能夠有效的解決其中的問(wèn)題，不僅可以讓學(xué)生理解其中的知識(shí)，還能夠讓學(xué)生較為輕松的掌握與了解這一理論。例如，在學(xué)習(xí)雙分子親核反應(yīng)的過(guò)程中，具體操作可為：第一，需要建立起相應(yīng)的模型，如CH3CL+BR-等等，并且對(duì)所建模型進(jìn)行優(yōu)化；第二，利用相應(yīng)程序?qū)⑾嚓P(guān)反應(yīng)形態(tài)表現(xiàn)出來(lái)，并且對(duì)其包含的關(guān)鍵詞展開(kāi)深入的計(jì)算與設(shè)計(jì)；第三，通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算，將分子結(jié)構(gòu)與能量在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中將其變化規(guī)律展現(xiàn)出來(lái)，并且通過(guò)軟件對(duì)該反應(yīng)的演示，學(xué)生更容易觀察親核試劑以及離去基團(tuán)等之間的演變過(guò)程，從而使得學(xué)生更輕松的理解該部分的知識(shí)，在仔細(xì)觀察之下，學(xué)生對(duì)反應(yīng)過(guò)程中呈現(xiàn)的狀態(tài)有所了解，這有利于學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用該部分知識(shí)的時(shí)候靈活思考與使用，最終實(shí)現(xiàn)大學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)效率提升的目的。

3總結(jié)

本文主要針對(duì)計(jì)算化學(xué)軟件在大學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)化學(xué)軟件在分析立體模型顯示方面的分析以及計(jì)算化學(xué)軟件對(duì)分子光學(xué)模擬的分析等，明確在大學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)中，計(jì)算機(jī)軟件占據(jù)著極為重要的位置。它的應(yīng)用不僅有利于協(xié)助教師的化學(xué)教學(xué)任務(wù)的完成，還有利于學(xué)生理解其化學(xué)知識(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件模擬演示的觀察，對(duì)化學(xué)分子知識(shí)進(jìn)行深入理解，從而提升化學(xué)課堂教學(xué)效率，更加提升學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力等。

作者：孫林 王素玲 單位：宣化科技職業(yè)學(xué)院