2.2 绘制简单的分子

目的：介绍基本的绘图工具，这些工具允许你绘制链和环、编辑键类型和元素种类并且测量不同的几何属性。

模块：Materials Visualizer

时间：

先决条件：

背景：

介绍：

在本教程中将学习如何在Materials Studio中绘制结构，通过跟随详细的操作指南，你将建立许多简单的有机化合物。在本教程的尾部提供了一些额外的结构，需要依靠你自己的力量来完成。

在许多情况下，有不只一种方法修改结构。本教程介绍了多种不同的方法以便你能在特定的情形下确定一种最好的方法。

1. 开始

启动Materials Studio 并建立一个新的项目。

如果Materials Studio 还没有打开，双击桌面上的Materials Studio 图标，或者从 Windows 启动菜单中选择 Programs | Accelrys Materials Studio [version] |

Materials Studio，以启动程序。

当Materials Studio 启动时，出现一个对话框询问是打开一个存在的项目或是新建一个项目。

单击Create a new project 单选按钮，然后点击OK。

出现一个对话框请求为新建的项目输入名字，将建立的项目叫做Sketching。

输入项目名字Sketching并点击OK。

2. 绘制苯酚phenol

第一个任务是打开一个3D Atomistic文档，在这里绘制结构。

从菜单栏中选择 File | New...，显示新建文档对话框，在对话框的可用选项中选择3D Atomistic并点击OK。

一个新的3D Atomistic 文档被建立起来并且在工作区以3D视图显示出来。

苯酚的结构如图2－3所示。

首先必须画苯环(phenyl ring)，在Materials Studio 中，作为模板提供了4节、3D Atomistic文档中放置苯环。

图2－3苯酚的结构

默认情况下，Sketch Ring工具生成一个碳原子通过单键连接的环，这样，对6节环来说，会生成一个缺少氢原子的环己烷。然而你可以直接添加一个芳香环。

按住ALT键，在3D视图中点击。

在3D Atomistic文档中，一个缺少氢原子的苯环被勾勒出来，它具有用点线表示的芳香族的部分双键。现在你需要使用Sketch Atom工具来绘制氧原子并把它连接到苯环上，默认绘制的元素是碳，所以需要指定想要绘制的氧元素。

在Sketch工具栏上选择Sketch Atom工具，点击与些按钮相关联的选项箭头，从下拉列表中选择氧。

因为苯环是对称的，所以可以把氧原子加到任何一个碳原子上。

在3D视图中，在一个碳原子上方移动光标，当碳原子的颜色变成亮蓝色时点击。将光标移开长出一个键，再次点击放置氧原子。按ESC取消更多的绘图工作。

当光标移动时碳原子颜色改变，表明可以选择它。现在你应该有了一个结构，包括一个红色的碳原子连接到灰色的碳环上。最后一步是加氢原子，mptyvalences工具自动地用氢原子填充结构中的任何空键价。

点击Sketch工具栏上的Adjust Hydrogen按钮。

氢原子连接到碳原子上，氧原子的空价也填满，产生的结构看起来如下图所示：

图2－4 苯酚的3D结构

既然已经绘制出了苯酚的结构，接下来应该用Clean工具对结构的几何形状进行整理。这不是能量的最小化，而是通过查阅标准键长和键角的表格，给出一
个初步的接近正确的几何形状。
点击Clean按钮。
开始清理操作。程序的进度显示在屏幕右下角的状态栏中，当程序结束时显示消失。这一过程发生的非常迅速，以至于进度条消失的和产生时一样快。

最后一步是保存结构。

从菜单栏中选择File | Save As...以显示Save As对话框，输入phenol作为文件名，点击保存按钮。

文件被保存为.xsd 格式，这是一个基于 XML(extensible markup language)的Materials Studio 本地文件格式，非常灵活，允许将来的更改，例如分层查找。

使用鼠标右键可以将建立的结构在三维空间中进行旋转和平移。

按住鼠标右键然后在3D视图的中心移动光标。

上、下、左、右移动鼠标可以在x和y平面上旋转分子。

将光标移动到3D视图的边缘，按住鼠标右键沿着边缘移动的光标。

分子在z平面上旋转。

使用3D Viewer Translation Mode 工具可以将结构沿着x轴和y轴移动。

在3D Viewer 工具栏上点击3D Viewer Translation Mode按钮，在3D视图中点击并按住鼠标左键，然后沿着屏幕拖动光标。

结构随着鼠标的移动而移动，执行了平移和旋转后，你可能需要调整到初始视图，在3D Viewer工具栏上有三个按钮可以调整3D模型文档的视图。

3D Viewer Reset View－可以将3D视图恢复到初始方向。

3D Viewer Recenter－可以使选择的原子或整个结构回到中心位置，并且 提供了下拉菜单，允许你确定视图的方向，使视图不是平行就是垂直于近乎平面对象的平面或者是近乎平面对象的主轴。

3D Viewer Fit to View－重新调整当前视图，使视图中包含的全部内容适合于屏幕的大小。

在3D Viewer 工具栏上点击3D Viewer Reset View。

结构回复到执行旋转和平移之前的初始方向。