计算机在化学化工中的应用学习心得

第一篇：计算机在化学化工中的应用学习心得

《计算机在化学化工中的应用》学习心得

计算机在当今社会正逐渐占据越来越重要的位置，而理所当然的，计算机在自然科学中对绘图和计算量较大的工科的地位也可谓坐着火箭上升。同时计算机技术在化学化工的应用也逐渐从传统的图像绘制，计算数据扩展到了设备模拟，设备优化，工艺尝试以及教学辅助等不同方面。

在刚接触到这门学科时，我就对其产生了浓厚的兴趣。作为一个在大学呆了两年的工科生，我已深深明白熟练应用计算机的重要性。这种熟练掌握不仅仅是对于Office等办公软件的掌握，这些对于大学生来说应是最基本的一项技能，除此之外，还应加强对检索文献、数据处理或设备设计等更多软件的掌握。

开学以来，老师为我们介绍了Word，Origin，EndNote，ChemSketch等各种软件。在Word中，我在原有的知识上更了解了一些小技巧，如如何不用插入符号而打出℃，如何移动更小距离来精确调整图片位置等；在Origin中，我学会如何导入数据，将数据制成曲线或直线，然后将图形线性拟合或归一化，得到所需函数；在EndNote中，我学习到了如何管理文献建立本地数据库，并通过这个软件在Word中插入参考文献；在ChemSketch中，我学会了分子结构的绘制及其他化学图形的绘制，化学反应式的绘制，预测化合物的宏观性质，同时也简单了解了ChemDraw的操作。除这些软件外，我对ACS等数据库有了更深的认识，并学会了如何利用主题、作者、刊名、ISSN等进行文献检索，还了解了论文的撰写格式和投稿要求。

在以上众多软件中，我对Origin和EndNote兴趣最为浓厚。

对于Origin，在接触到这门学科之前，我也仅仅是听过这个软件，却一直疏于学习。因此在上学期的物化实验中，对于数据的处理还只是限于手工计算和在坐标纸上手画图形。然而本学期对Origin的学习使我在化工原理实验中对数据的处理更加得心应手，图线的拟合，自动生成图线函数，都能通过Origin一步到位，由此省下了很多时间和精力。

Origin具有两大主要功能：数据分析和绘图。Origin的数据分析主要包括统计、信号处理图像处理、峰值分析和曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后，进行数据分析时，只需选择所要分析的数据，然后再选择相应的菜单命令即可。Origin的绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板而且允许用户自己定制模板。绘图时,只要选择所需要的模板就行。用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接。

另一方面经过本学期的学习，我对如何进行文献的检索和整理的认识都上升了一个台阶，不仅以往经常使用的搜索引擎百度与google中也学习到了一些过去不了解的搜索方法与技巧，同时对一些化学化工的文献数据库也有所了解，如中国知网，工程索引EI，科学引文索引SCI等等，这些数据库令我在未来查询文件时不再茫无目标，而能做到有的放矢。此外对于如专利检索等对我们未来学习研究必不可少的技巧也做到初步了解，相信在未来这些技能一定可以发挥出无与伦比的作用。

最后，作为一名化工专业的学生，不但要掌握基本的计算机操作知识，更应掌握化工领域常用的专业性计算机软件。无论是在以后的学习或是工作中，这种掌握只会使自己越来越专业，提高自己的竞争力，为我们未来的学习与发展铺垫出一块坚定的基石。

第二篇：计算机在化学中的应用学习心得

计算机在化学中的应用学习心得

这学期通过学习计算机在化学中的应用，在初步接触高分子化学的同时与当前日新月异的计算机领域相结合，从而对高分子化学，数据分析以及公式编辑等其他方面有了更深的认识，同时也掌握了一种新的学学习方法，使得在今后的学习、工作、生活中更方便。

通过对ChemSketch的学习，对很多课本上见到的复杂的结构式有了更进一步的认识，这在一定程度上也提高了学习兴趣，与此同时ChemSketch的强大分析能力如对异构体的全面准确分析使得自学一定程度上变得简单，对我们的学习很有帮助，同时在以后的毕业论文设计以及在更远的将来对论文的编辑工作中对ChemSketch的熟练应用是必不可少的，如绘制结构式，定性绘制一些相应的曲线。而且ChemSketch使得原本抽象的事物变得清晰直观，有助于对知识的理解，这是最重要的。

通过对公式编辑器的学习，现在可以编辑很多美观的公式，突破了之前只能依靠有限的数学符号只能写出不直观的公式，在今后论文的编写中非常重要。

通过对Origin的学习对数据分析有了更近一步的认识，对复杂的实验数据的处理再不是一件耗时又低效的事，用Origin对数据进行线性拟合求斜率和截距等参数都有能把误差降到最低，从而对实验的分析相对更容易一些。

在学习计算机在化学中的应用这门课的同时，不仅从这门课程本身学到了有用的知识，也明白了科技的飞速发展对我们的学习生活提供了很多的便捷之处，因此要善于利用这些更好的服务于我们的学习生活，不断取得更好的成绩。

最后真心感谢一学期以来老师的谆谆教诲，在教给我们高分子化学知识的同时不辞辛苦的传授给我们其他课程对化学的促进和应用。

第三篇：计算机在化工中的应用

计算机在化工中的应用

安徽理工大学 应用化学 金磊 引言

随着计算机技术的飞速发展．它在化工设计中的应用范围日益扩大，由局部辅助发展到全面辅助，计算机的发展对化工设计的影响也越来越重要性已成为必然的趋势。对化工设计而言．从由分子结构出发预测物质的物性到工艺过程的设计、分析直至绘图．均可由计算机完成，可用一句话简单地概括计算机在化工设计中的作用：模拟计算和绘图。化工过程所涉及到的模拟包括微观过程或结构分子模拟到研究宏观过程的流程模拟。绘图是计算机科学的一个重要分支，在工程设计中用计算机绘图通常为计算机辅助设计，简称CAD。化工设计是一个系统工程，除了工艺路线设计、设备计算、绘图等以外，还有环境评估，经济效益，社会效益等大量的工作。这些都可以借助于计算机来完成。计算机与化工两者互相影响、渗透与结合，已经并将继续给化工设计带来影响和改变。[1] 2 计算机在化工教学中的应用

在传统的教学模式中，教师板书占用时间太计算机在化工教学中的广泛应用可以增大教学容量、提多，太长，内容必然受到限制，教师与学生之间沟通交流的时间以及学生动脑思考的时间也会缩短。使用多媒体技术可减少板书，不仅可让学生学习更多的知识，增加知识容量，还可将较多的时间留给学生，让学生去思考，去探索，去实践，拓宽知识面。

教学中我们常用PowePoint软件制作和演示幻灯片，能够制作出集文字、图形、图像、声音以及视频剪辑等多媒体元素于一体的演示文稿，用于展示，介绍作者的学术思想和科研成果。PowerPoinnt的最新版本为PowerPoinnt2007，其用户界面与 Word相似,主要包括：标题栏、Office按钮、快速访问工具栏、工具栏、文档编辑区、状态栏等。[6] 3计算机在处理化学数据中的应用

用计算机处理化学数据和绘制图形我们常用Origin软件进行处理，这样可以避免手动处理带来的人为误差和因为大意而造成的失误，并且可以节省时间提高工作效率。Origin为OriginLab公司出品的较流行的专业函数绘图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。

Origin是公认的快速、灵活、易学的工程制图软件。它的最新的版本号是8.1 SR3，另外分为普通版（Origin 8.1）和专业版（OriginPro 8.1）两个版本。

Origin具有两大主要功能：数据分析和绘图。Origin的数据分析主要包括统计、信号处理、图像处理、峰值分析和曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后，进行数据分析时，只需选择所要分析的数据，然后再选择相应的菜单命令即可。Origin的绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板而且允许用户自己定制模板。绘图时,只要选择所需要的模板就行。用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接。

Origin可以导入包括ASCII、Excel、pClamp在内的多种数据。另外，它可以把Origin图形输出到多种格式的图像文件，譬如JPEG、GIF、EPS、TIFF等等。

Origin里面也支持编程，以方便拓展Origin的功能和执行批处理任务。Origin里面有两种编程语言——LabTalk和Origin C。

在Origin的原有基础上，用户可以通过编写X-Function来建立自己需要的特殊工具。X-Function可以调用Origin C和 [2]NAG函数，而且可以很容易地生成交互界面。用户可以定制自己的菜单和命令按钮，把X-Function放到菜单和工具栏上，以后就可以非常方便地使用自己的定制工具。

4，计算机在化学绘图方面的应用

所谓计算机绘图，狭义地理解，用计算机驱动绘图仪或打印机画出所需的图形，在绘图输出之前，通常要把所画图形预先显示在计算机屏幕(显示器CRT)上，以便人们对所国图形是否正确加以判断，一旦发现错误，即重新调试。这样就可将很多错误消灭在绘图输出之前，以保证所绘图形正确无误。所以计算机绘图可广泛地应用在化学工业中，其工具主要有以下几种 4.1功能强大的ACDI/Chemsketch 这是一个免费软件(部分功能受限)，安装很简便。主要功能和特点:绘制平面(C2D)和立体(3D3化学结构式、反应式和化学图形;其绘图功能十分强大，具有丰富的化学图形绘制工具，各种化学符号应有尽有;内置包括各种原子、有机物官能团等基本结构的模具工具栏，使得绘制复杂庞大的有机物结构式变得非常便捷，并且可以把绘制好的平面化学结构图直接转换为立体图形:能够预测分子结构的基本参数如分子量、摩尔体积、极性、密度、介电常数等;可对所绘制的分子结构自动命名文)，可提供有机物的同分异构体(正版才有)等等。其主要功能有：（1）绘制化学结构图（2）编辑文本和图形（3）测算各项参数（4）3D转换和动态旋转

4.2化学图文编辑工具Chem/Window[3] 是化Chem Window可用于绘制化学图形、化学实验装置图、，化工工艺流程图等，学工作者在教学和科研中的有力助手，其主 要用途有：

（1）编辑化学方程式（2）制作反映过程关系图（3）绘制化学实验装置图（4）绘制化工流程图 4.3 Chemoffice系列软件

Chemoflic。是一套功能十分强大的化学专业应用软件，它是由ChemDraw , Chem3D和ChemFinder等三个软件组成的一个软件包，按发布时间有2002.2004, 2006等版本，根据功能和专业化程度又分为Std, Pro和Ultra三种版本，Ultra版还包含E-notebook及Chemlnfo数据库，使其应用性更强。4.3.1 ChemDraw的应用

能够绘制和编辑高质量的化学结构图，识别和显示立体结构，具有化学结构式与化学名称相互转换的功能:由于内建有NMR数据库，能够与Excel数据兼容，能够进行网络数据库信息检索等。

4.3.2 Chem3 D的应用

①将2D图形转化为3D图形 ②利用Chern3D进行化学计算 4.4 visio 2007 绘制化学化工图形[4]

是微软公司出品的一款的软件，它有助于 IT 和商务专业人员轻松地可视化、分析和交流复杂信息。它能够将难以理解的复杂文本和表格转换为一目了然的 Visio 图表。该软件通过创建与数据相关的 Visio 图表（而不使用静态图片）来显示数据，这些图表易于刷新，并能够显著提高生产率。使用 Office Visio 2007 中的各种图表可了解、操作和共享企业内组织系统、资源和流程 的有关信息。

使用 Office Visio 2007 中的新增功能或改进功能，可以更轻松地将流程、系统和复杂信息可视化：

借助模板快速入门。Office Visio 2007 提供了特定工具来支持 IT 和商务专业人员的不同图表制作需要。使用 Office Visio Professional 2007 中的 ITIL（IT 基础设施库）模板和价值流图模板，可以创建种类更广泛的图表。使用预定义的 Microsoft SmartShapes 符号和强大的搜索功能可以找到合适的形状，而无论该形状是保存在计算机上还是网站上。

快速访问常用的模板。通过浏览简化的模板类别和使用大模板预览，在新增的“入门”窗口中查找所需的模板。使用“入门”窗口中新增的“最近打开的模板”视图找到您最近使用的模板。

从示例图表获得灵感。在 Office Visio Professional 2007 中，打开新的“入门”窗口和使用新的“示例”类别，可以更方便地查找新的示例图表。查看与数据集成的示例图表，为创建自己的图表获得思路，认识到数据为众多图表类型提供更多上下文的方式，以及确定要使用的模板。

无需绘制连接线便可连接形状。只需单击一次，Office Visio 2007 中新增的自动连接功能就可以将形状连接、使形状均匀分布并使它们对齐。移动连接的形状时，这些形状会保持连接，连接线会在形状之间自动重排。

Microsoft Office Visio 2007 绘图和图表制作软件有助于 IT 和商务专业人员轻松地可视化、分析和交流复杂信息。它能够将难以理解的复杂文本和表格转换为一目了然的 Visio 图表。该软件通过创建与数据相关的 Visio 图表（而不使用静态图片）来显示数据，这些图表易于刷新，并能够显著提高生产率。使用 Office Visio 2007 中的各种图表可了解、操作和共享企业内组织系统、资源和流程的有关信息。

5 计算机在科技论文撰写及演讲中的应用

科技论文是作者对所从事的研究进行的集假说。数据和结论为一体的概括性论述，是科学研究工作的重要内容。撰写论文主要目的是与同行交流，介绍作者研究工作，促进科学技术进步，获得同行专家的意见并改进作者的工作。撰写科技论文还是对研究工作的整理，总结和精炼的过程，有助于作者系统地思考，调整和完善研究思路。[6] Microsoft Word 2007是目前全世界最流行的文字编辑软件，可以用它来编辑和发送电子邮件，编辑和处理网页等。Mircrosoft Word为我们提供了文本和符号的编辑和修改，公式的编辑输入，有详细的字体和段落格式的设置以及页面设置，页眉页脚的编辑，表格的制作，图形的编辑，目录的操作和文档的打印等。

在撰写论文也常常涉及到化工文献的查询，如果这项工作没有计算机，那么其难度将是不可想象的！首先，全面的查阅文献就成为不可能，化工行业遍布全球，分布之广就是人力所不能完成的工作，其次，化工文献众多，人的大脑是不可能将其全面的进行归类和总结。而计算机网络却能将这些复杂的问题解决掉，为我们的化工事业扫轻障碍。计算机在化工控制方面的应用

70年代，一些著名的仪表公司推出了Dcs集散控制系统，使计算机集中控制和直接数字控制得以在全球迅速推广应用。80年代，计算机过程控制已进人高一层次，可完成Prn控制、顺序控制和能量控制，图示功能得到增强，并能实现PID参数自整定。90年代以来，发展更为迅速，RISC工作站使图形窗口更完善，操作更方便，人机接口、容错技术和通讯网络都得到进一步发展。化工生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平。[5] 6 7 计算机在过程模拟中的应用

人工智能是计算机发展的最高境界，也是计算机应用的重要领域。化学的各个相关学科普遍具有知识量大、过程复杂、相对规律性较差的特点。利用计算机的海量信息存储能力、准确的逻辑判断分析能力和强大的计算能力，建立化学类专家系统具有重要的意义。因此需要了解掌握计算机智能化技术，结合逻辑运算、数据库管理和决策判断等技术知识，为建立各种化学化工模拟系统做知识储备。

9结语

本文简单介绍了计算机在化学化工各个领域中的不同应用，阐述了现代化学与计算机密不可分的关系，为我们在学习化学学习提供了方法和途径。随着计算机的高速发展，它在化学化工中的应用必将更加扩大。

参考文献：

[1] 温福星.张春娟.计算机在化工中的应用.现代企业教育.2009.5.[2] 温小明；计算机在化工中的应用广阔前景；计算机与应用化学；2008 [3]杨刚.ChemWindow 6.0 在化学化工及教学中的应用[J].化学教育,2003,24(10)[4]百度文库.计算机在化工中的应用

[5]黄如辉；计算机控制技术在化工生产中的应用；上海化工；1994,(06).[6]李谦；毛利群；房晓敏；计算机在化学化工中的应用；化学工业出版社，2010 8

第四篇：计算机在化学中的应用(原创)

计算机在化学中的应用

计算机化学是将计算机科学、数学应用于化学的一门新兴的交叉学科,是化学领域的一个重要分支。

计算机化学的英文叫法有多种,如Computers&Chemistry、Computers in Chemistry及Computers on Chemistry。有时文献中亦会出现Computer Chemistry,但应用较少。计算化学(Computational Chemistry)通常指分子力学及量子化学计算等,与计算机化学有较大区别。

计算机与化学的联姻始于60年代。其首先应用领域是分析化学。因为分析化学的最本征特征是借助于诸种手段收集数据及其数据处理。到了70年代,计算机化学得以突飞猛进的发展,几乎在化学的每一分支领域都结满了丰硕的成果。当今的化学几乎无处不用计算机。计算机(包括数学)已是化学的重要工具,同时计算机化学作为一个学科分支也在迅速发展。本文拟就如下几个方面作一简单介绍。

一、数据库技术

数据库是计算机科学领域中70年代出现的新技术。化学中的许多数据库正是在70年代

历经了由起步、发展,直至成熟的过程。其中,最具代表性的是用于化合物结构解析的谱图数据库。目前,几乎所有的大型分析测试仪器均带有数据库及其检索系统。

各种谱学手段的广泛应用对当代有机化学的发展起到了很大促进作用,因为这些物理方法和手段使人们能较精确地了解化合物的结构。但是,谱图的解释是一较为繁琐,极为费时的工作。然而,随着计算机技术的发展极大地推进了这一领域的革新。

计算机辅助谱图解析方法可粗略地分为两大类:直接谱图库手段,即谱图检索，间接谱图库手段,包括波谱模拟、模式识别和人工智能。目前,应用最广泛的是谱图库检索。此处顺便提及:数据库,英文一般用database或databank表示,而数据库检索却常用librarysearching一词。所谓谱图库,目前用于结构解析的主要是指质谱、核磁谱和红外光谱。

二、有机化合物结构自动解析

该类研究属于人工智能的范畴。人工智能包括的范围很广,如定理证明、语音识别、对奕及专家系统等。对于化学领域,尤以专家系统研究的为最多。所谓专家系统即在规则(常称为知识库)的基础上,模拟专家演绎推理的过程,以得到专家水平的应答。在化学中,除结构解析以外,其它专家系统如分离科学、实验方案的最优设计、工业生产的流程控制及计算机辅助合成(见后)等。

世界上第一个专家系统诞生于化学领域,即美国斯坦福大学建造的DENDRAL系统。该系统利用低分辨质谱和核磁共振波谱来进行有机化合物的结构解析。这一系统的建造成功对整个人工智能领域产生了重要影响。

早年,专家系统主要建造在中、小型机以上的计算机上。后来出现工作站,但由于价格的昂贵使其应用受到限制。到了80年代中期,微机发展极为迅速。目前,世界上至少有60%的专家系统建立在微型计算机上。

作为软件,原则上任何一种计算机语言均可作为专家系统设计工具。但是,由于一般的高级语言字符处理能力较差,所以在选用上应首先选用人工智能语言,如LISP和PROLOG。

几十年来,在结构解析领域中涌现出一大批专家系统,除DENDRAL外,目前比较有影响的系统为CHEMICS(日本)、CASE(美国)、PAIRS(美国)等。在国内,从80年代初在作者的实验室中就开始了计算机自动结构解析的研究工作。并先后建造了含碳、氢、氧有机化合物结构阐明专家系统及含多种杂原子的结构阐明专家系统。

结构解析专家系统工作的逻辑过程为:

(1)由实验数据(如质谱、红外光谱和核磁共振谱等)或者化学信息(如分子式)出发,在知识库如子结构子光谱相关规则)作用下获得化合物中可能含有的结构片断集。

(2)在结构片断集的基础上,利用知识库(如诸多约束条件),经结构产生器(进行结构异构体穷举生成的程序部分)来作整体结构的对接,所生成的异构体常称为候选化合物。

(3)在波谱模拟、碳13谱峰信息、分子张力能计算、模式识别及人机交换信息作用下,进行候选化合物的验证。

三、计算机辅助化合物合成有机化合物的合成最早开始于1895年,距今已非常久远。但是,计算机辅助合成还是近几十年的事。

计算机辅助合成系统在解决问题中,要用到人工智能技术及专家系统的知识,即计算机辅助合成系统为一专家系统。

1969年,美国哈佛大学的Corey和Wipke首先报道了他们的系统。之后,其他系统相继问世。现在,国际上该类系统已用于工业之中,特别是药物工业其应用尤为普遍。

四、分子设计

计算机辅助分子设计是计算机化学的前沿,目前已用于药物分子设计,蛋白质、核酸等生物大分子设计及材料科学,如高分子材料、无机材料和催化剂设计等。下边将侧重以药物分子设计为例进行介绍。

为分子设计近年来发展了很多种方法,其中,开展得尤为广泛的是定量结构活性/性质相关性(QSAR/QSPR)研究。这种方法的要点是由分子式结构出发来构造某种数学模型,然后运用这种模型去预测未知化合物的活性/性质,从而为新分子的设计提供理论依据。

五、化学计量学方法的研究及应用

化学计量学(Chemometrics)是将数学、统计学应用于化学的边缘学科。它是数学与化学之间的一座桥梁。

数学是自然科学的语言,它在化学中的地位和作用日益突出和重要。自70年代以来,随着计算机技术的迅速普及,数学和计算机科学在化学中应用日益广泛,于是化学计量学的方法和内容得到充实和发展,使化学计量学成为化学、生物化学、医学化学、环境化学及药物化学中信息处理的强有力手段。1974年,由美国的Kowalski和瑞典的Wold等发起,在美国华盛顿大学成立了国际化学计量学学会,开展了一系列学术交流活动,推动了化学计量学的迅速发展。从1982年起,在美国分析化学杂志(Anal.Chem.)两年一度的评论中开辟了Chemomet-rics专题。一些年来,国内国外都不断有化学计量学方面的专著问世。

化学计量学是建立在多学科基础上的横向学科。反过来,它在多种学科中的应用也在逐年迅速增加。1994年的Anal.Chem.中化学计量学专题评论,仅计算机检索(事实证明漏检很多),有关文章已多达20000篇,而1996又增至25000

篇。化学计量学在化学学科的发展中起着越来越大的作用。化学计量学主要包括:

(1)统计学(statistics)

(2)最优化(optimization)

(3)信号处理(signalprocessing)

(4)分解(resolution)

(5)校正(calibration)

(6)参数测定(parameterestimation)

(7)模式识别(patternrecognition)

在化学中,主要用于化合物的分类。经典的方法如聚类分析、PCA、KNN、SIMCA及逐步判别分析(SDA)等。目前,人工神经网作为模式识别器在诸多应用中均获良好结果。

七、计算机辅助化学教学的应用

教学思想上要有意识地培养学生创新思维，只有思想上有这种意识。培养学生的创新思维才会贯穿于教学中，也才能真正的、最大程度的达到培养学生创新思维的目的。如果思想上没有这种意的主导作用。就是要打破“师讲生听”接受式的课堂教学模式，让学生成为教学活动的主体，在教师的组织、引导下实现信息的主动获取和知识意义的主动建构。一般的过程是老师或某一个小组提出课程内容的具体要求：各小组依次对学习内容发表见解，提问或发表自己的看法；由老师或小组负责人进行总结：最后由老师评价，评价包括学生对知识的掌握程度、运用知识解决新问题的能力以及学生在活动中的表现等。

在这个过程中教师要注意多褒奖，不贬低，对学生答错的问题，要认真点拨、启发、诱导，对有创新的见解要给予充分的肯定、热情地赞扬。教师与学生的会话交流的形式是多种多样的，直接间接的，间接的如利用网络平台进行的讨论等；无形有形的．有形的如体态语等；有声无声的，无声的如作业批语等；实时和非实时的，非实时的如利用E—mail、BBS等。但不管哪种形式，都要特别关注教师给予指导和学生予以反应类的交流活动。

八、结论

本文介绍了计算机化学中的主要内容。作为数据库检索,由于起步较早,发展得已比较成熟。目前,在大型分析测试仪器(如MS、IR、NMR等)中,数据库已成为

其重要的组成部分。结构解析的人工智能研究,尽管起步较早,但是鉴于问题的复杂性和难度,至今尚在发展中。目前研究的焦点集中在多维波谱的应用上。计算机辅助合成在国外已有许多商用系统,但国内开展还极少,亟需加强。

参 考 文 献许禄.化学计量学方法.科学出版社, 北京: 1995许禄, 郭传杰.计算机化学方法及应用.化学工业出版社, 1990

3许禄,胡昌玉,计算机化学,中国科学院长春应用化学研究所 1998

4黄德海,浅谈计算机辅助化学教学的应用，广东省始兴县始兴中学，2004

第五篇：计算机化学学习心得范文

摘要: 以计算机文化基础、高级语言C 程序设计与软件为基础结合化学专业中常用的数学方法和部分化学应用软件，综述计算机在化学中的理论与实际应用，解决化学领域中的实际问题以及建立简单的化学模型，同时介绍Origin、ChemWindow 和化学品电子手册等软件，并且能够利用互联网进行化学文献检索及其它相关化学信息的搜索与利用。关键词: 计算机;化学;仪器;软件

一．引言

Enrico Clementi 教授是计算化学领域的开创者。20 世纪60 年代初，他在美国San Jose 建立了IBM计算化学实验室，吸引了世界上一大批年轻学者，他们后来都成为了世界各地的计算化学学术带头人。Clementi 是国际上最早的几个量子化学程序编制者，其中METECC 系列开源计算程序得到广泛的应用。他在1963 年提出了密度泛函近似(DFA)，这是最早的量子化学密度泛函研究。近几年，他与Giorgina，Corongiu 提出了一种新的量子化学波函数方法: HF-HL，即将分子轨道理论与价键理论这两种截然不同的途径进行了杂化组合运算，并从中发展出“化学轨道”的概念[1]。

随着计算机在化学化工中应用水平的提高，出现了一系列带有边缘性的，并具有独立特征的研究领域[2]。如：计算方法，模型化方法，模拟技术，物质共性规律，结构和性质的关系研究，数据库技术，化学信息和化学结构的描述，处理，解析，分子图形技术，化工冶金系统流程模拟及计算机辅助设计（CAD)技术，化学化工中的人工智能和专家系统等。这些新兴领域就大体上形成了化学化工中的一个新的学科分支——计算机化学。

计算机化学是应用计算机研究化学反应和物质变化的科学。以计算机为技术

手段，建立化学化工信息资源化和智能化处理的理论和方法，认识物质、改造物质、创造新物质和认识反应、控制反应过程和创造新反应、新过程是计算机化学研究的主体。目前其覆盖的领域主要有：(1)化学数据挖掘(Data mining)；(2)化学结构与化学反应的计算机处理技术；(3)计算机辅助分子设计；(4)计算机辅助合成路线设计；(5)计算机辅助化学过程综合与开发；(6)化学中的人工智能方法等[3]。

二．我所认识的计算机化学

 计算机化学是一门交叉性很强的边缘学科

计算机化学的基础有三个方面：（1）基础化学；（2）工程化学；（3）计算机科学。如果说基础化学各学科和工程化学各学科是其“经”，计算机科学中的若干新技术则是“纬”。通过交叉联系和渗透，某一学科领域内的新技术新成果可以通过计算机化学迅速传递到化学的各学科领域中去，而化学领域中的许多新理论新成果可以通过计算机化学及时地在各其他学科或工程领域得到应用和发展。

 大量化学信息的计算机处理形成了计算机化学的鲜明特征

按照我国目前对基础研究范畴的提法，基础研究包括三个方面：（1）基础理论研究；（2）应用基础研究；（3）基础科学数据的收集，整理，评价和有关规律的研究。和其他学科相比，按统计化学信息可占自然科学信息总量的40%左右。显然，基础化学数据（绝大部分是实验结果和多年积累的宝贵资料）的研究是至关重要的[4]。化学家用通用的简洁语言——化学分子式，结构式，化学反应所表达的化学知识，化工过程中的各种数据和图形，这些都是化学信息的核心部分，把这些信息系统地在计算机内表达和存贮，方便地实现各种制定目的的提取和加工是计算机化学各领域中的共性问题。尤其是在原子，分子水平上不同层次的化学结构信息处理方法，当然地成为计算机化学的研究重点。

 产生高技术软件产品是计算机化学的又一个突出特征

一般基础研究，多仅以文章形式发表成果，但家算计化学除了文章之外，还有系统的软件产品。以化工流程的模拟技术为例，一系列作为化工流程设计必备工具的软件产品如ASPEN-PLUS PROCESS等已作为商品出售。软件产业在全世界已经逐步形成。与化学，化工有关的计算机应用软件和开发工具是典型的高技术产品，在把科学技术成果转化为直接生产力的过程中起着关键的作用。由于计算机化学的研究工作和高技术软件产品的开发密不可分，使得这一新兴学科分支既具有基础研究的特色，又具有巨大的社会和经济效益前景。

三．计算机在化学中的具体应用

 化学软件的应用

1.1、分子结构的绘制

这一系列的软件有ISISDraw2.5 和ChemSketch10.0 等。ChemSketch10.0 用的较多，几乎可以绘制任意的分子结构式。它是加拿大高级化学发展有限公司设计的多功能化学分子结构绘制软件包，使用简单、操作方便；可以绘制二维分子结构式，并且能够将其快速地转换为三维的立体模型，还可以绘制原子轨道、反应方程式和实验装置等，也可以生成各种图形文件和MOL格式文件[5]。1.2、数据处理和统计

数据处理是一个重要的环节，这些过程完全可以通过计算机来完成。常见的数理统计软件有O r g i n、SPSS、S A S 和BMDP，其基本功能有数据管理、统计分析、输出管理等等，分析过程包括描述性统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析、多重影响等几大类。

1.3、化学物质的查询

用于查询的软件主要有ChemFinder和ChemHandBook。它们都是数据库管理系统，是化工工作者查询和管理化学物性的良好工具，还可自己建立数据库，简捷而方便。

1.4、化合物的波谱分析

计算机用于化合物的波谱解析是最近十几年才流行起来的，它能对给定的物质进行自动分析和数据处理，通过得到的波谱图来确定物质的成分、含量、结构和原子团，这对现代仪器分析的进展有着重要的作用。此技术已被广泛应用于农药残余的检测、凝胶电泳分析、产品含量的分析及生化检测和分子生物学领域。1.5、化工工艺流程的设计

化工工艺流程可以通过计算机辅助绘图（C A D）来完成，常用的软件有AutoCAD 和SmartDraw。利用计算机辅助设计工艺流程，速度快、效率高，可以随时对做出的方案进行修改，做好的设计图可以直接打印出来。1.6、化学实验的模拟

化学实验是一个重要的环节，由于条件的限制，有些实验无法进行。我们可以利用计算机模拟某些化学实验，尤其是对于一些有危险性的、成本高的、开展难度大的、费时的实验，计算机能够发挥更好的作用。这类软件有ChemLab、仿真化学实验室等。

 计算机在数据和图形处理中的应用

2.1 Origin 数据处理软件

origin 两大主要功能: 数据分析绘图。Origin 可以对数据进行筛选排序、调整、统计分析、傅立叶变换、t －试验、线性及非线性拟合。Origin 提供了几十种二 3

维三维绘图模板，而且允许读者自己定制模板，绘制二维及三维图形如: 散点图、条形图、折线图、饼图、面积图、曲面图等。如图1 所示[6]。2.2 ChemWindow 随着电子计算机应用的不断发展与普及，各行各业对软件的要求也不断地增加。对于一个非计算机专业的用户来说就是如何选择与获得最好的软件为自己的生活和工作带来便利。作为化学教学或科研工作者，以往常常为画出标准的各式各样的化学分子结构式及化学图形而费不少心机。而在微机不断普及的今天，如能用一化学软件来完成此项工作，无疑将会给自己的科研和工作带来事半功倍的效果。现在在计算机上经常用于ChemWindow 和ChemDraw 来绘制2D 分子结构，如图2 所示，用CS Chem3D、HyperChem、WebLab ViewerPro 和RasMol 等来绘制3D 分子结构，正是解决此问题的有力工具。

2.3 化学品电子手册

该软件是一个综合性的有关化学品电子手册软件。内容包括化学矿物、金属和非金属、无机化学品、有机化学品、基本有机原料、化肥、农药、树脂、塑料、化学纤维、胶粘剂、医药、染料、涂料、颜料、助剂、燃料、感光材料、炸药、纸、油脂、表面活性剂、皮革、香料等常用化学品的中文名称、英文名称、分子式或

结构式、物理性质、毒性、用途和制备方法、消耗定额、生产单位。最新版本增加、修改了农药、化肥等方面化合物的个数及化合物的信息，内容更加详细。且对化合物进行了分类。增加了“元素周期表”、“浓度/密度查询表”、“电离常数查询表”、“难溶化合物溶度积表”、“t /f 值表”等常用常数表。用户可以自行添加和修改相关化学品信息。通过浓度/密度查询表、电离常数查询表、难溶化合物溶度积表、t /f 值表能够查询、修改、添加相应的常数。本软件采用全模糊检索技术，检索简便。是一个不可多得的工具软件。

三.结语

随着计算机技术的不断进步和发展，它也将给化学提供了更加便利和完善的服务，将更加促进化学工程的变革和发展，推进化学科学技术的深入开展。同时计算机在化学领域将有更加广阔的发展前景。

10个学时的教学和22个学时的上机操作，只是初步接触、认识和了解了计算机化学某些方面的知识，还有很多很多的知识，等待我们去熟悉，掌握，运用。

参考文献: ［1］ 方奕文． 计算机在化学中的应用［M］． 广州: 华南理工大学出版社，2000．

［2］ 邵学广，蔡文生，徐筱杰． 化学计量学———统计学与计算机在分析化学中的应用［M］． 北京: 科学出版社，2003． ［3］ 孙培冬，刘士荣． 计算机技术在有机化学教学中的应用［J］． 化工高等教育，2002(4): 16． ［4］ 杨榛，浦伟光，隋志军，等． 计算机在化工中的应用与进展［J］． 化学世界，2009(11): 697 － 699．

［5］ 夏键祥，等． 计算机在化学中的应用［J］． 世界科学，1983(2): 15 ［6］ 罗经农． 计算机在化工中的应用［J］． 上海化工，1985(12): 27