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计算机材料设计Materials-Studio教程12

活着44
分子模拟计算材料学分子建模Materials Studio几何优化原子建模计算化学分子结构构建键长测量键角测量分子可视化吡啶2-氯吡啶有机分子

4. 绘制嘧啶(pyridine)

下面的结构就是你将构造的2-氯吡啶(2-chloropyridine)

图2-9 2-氯吡啶的结构

在Standard 工具栏上点击与New按钮相关联的选项箭头,从下拉列表中选择3D Atomistic Document。

在绘图之前应该将空白的3D Atomistic文档重新命名。

在Project Explorer 中,在 3D Atomistic.xsd 上点击右键,从快捷菜单中选择Rename,输入pyridine,点击OK。

首选在新建的3D Atomistic文档中绘制一个苯环。

从Sketch工具栏上选择Sketch Ring工具,点击选项箭头,从下拉列表中选择6 Member,按住ALT键在3D Atomistic文档中点击一次。

在3D Atomistic 文档中画出了一个苯环,现在需要编辑一个碳原子变成氮原子,这一次使用Properties Explorer 来实现改变。

从菜单栏中选择View | Explorers | Properties Explorer。

打开的Properties Explorer 位于屏幕左边 Project Explorer 的下方,它包括一个表格视图,表格中有两列,选项卡分别是Property和 Value。

点击3D Viewer Selection Mode 按钮,在3D视图中选择一个原子。

Properties Explorer 会所选择的原子的信息进行更新,表中开始的几列为harge, Composition, ElementName, and ElementSymbol。

在 Properties Explorer 顶部移动鼠标,当出现缩放图标时按住鼠标并上下拖动,可以将Properties Explorer区增大或缩少。和Materials Studio中其它的Explorers一样,通过点击标题栏并拖动可以将Properties Explorer从它的位置拖出来并放到屏幕上的任何位置。

图2-9 属性管理器

下面将把所选择的原子从碳变成氮。

在Properties Explorer 的 Property 栏上双击ElementSymbol。

将显示包含元素周期表的Edit ElementSymbol对话框。

选择N并点击OK。

所选择的原子从灰色变成蓝色。Properties Explorer 中的其它参数,例如MassNumber 等也随之更新。

滚动Properties列表,观察其它已经改变的内容。在3D视图中点击取消选择原子。

下一步是使用Sketch Atom工具连接氯原子。

在Sketch工具栏上选择Sketch Atom工具,点击选项箭头,从下拉列表中选择Chlorine,在苯环中选择与氮原子相邻的碳原子,点击,移动光标远离结合键,双击以结束绘制。

一个绿色的氯原子连接到了苯环上。一步需要增加氢原子。

点击Adjust Hydrogen 按钮。

在整理结构之前,观察一些Materials Studio中包含的测量工具。你将建立键长和键角的测量,并且通过在HTML文档中记录数值来监测结构整理前后这些值的变化。

从Sketch 工具栏中选择Measure/Change 工具,点击选项箭头,从下拉列表中选择Distance,在连接C原子和Cl原子的键中间移动光标,当键变成亮蓝色时,点击。

键的上方出现了一列红色的短线和一个红色的数字,这是C-Cl键的键长,它的值取决于如何建立结构。

Materials Studio提供了方便的HTML文档来代替在纸上记录项目的信息,这使你能够追踪任何设置或改变计算参数所产生的结果。

在Project Explorer中右击项目的根部(挨着Materials Studio图标显示为粗斜体),从快捷菜单中选择New | HTML Document。

打开一个HTML文档,在这里可以输入信息。这个新的HTML文档也显示在Project Explorer中。

在HTML文档中点击,输入:“C-Cl bond length before cleaning is:”,然后输入距离测量得到的数值。

现在测量Cl原子和苯环之间的键角。

在Project Explorer中双击pyridine.xsd,使它成为活动文档。点击与Measure/Change工具相关联的选项箭头,从下拉列表中选择Angle。依次点击Cl、C、N原子以测量Cl-C-N键的键角。

键角显示为红色点线,距离监测器现在变成了绿色,你也应该在HTML文档中记录角度值。

在Project Explorer中双击HTML.htm,使其成为活动文档,另起一行,输入:“Cl-C-N bond angle is:”随后输入测量值。通过在Project Explorer中双击返回pyridine.xsd。

现在整理结构。

在Sketch工具栏上点击Clean按钮。

整理之后键角和键长值会改变,表明通过Clean工具可以使结构的几何形状改善。

新的键长和键角值应该记录在HTML文档。

选择HTML文档窗口,输入新值,从菜单栏中选择File | Save Project。

现在保存了项目,包括它所包含的所有文档。

图2-10 氯吡啶的结构

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