HyperChem基本操作

HyperChem基本操作画原子1.打开ElementTable对话框。这里有两种方法：在Build菜单中选择DefaultElement，或者双击Drawing工具。DefaultElement对话框允许从周期表中选择缺省元素。2.如果单击Properties...按钮，将显示当前选择元素的物理属性。也可以按下Shift键同时单击元素按钮，结果是一样的。单击OK键，物理属性框消失。3.如果AllowIons或者ExplicitHydrogens打开（用对勾选择），左键单击这些选项使其关闭。4.在缺省元素列表中选择Carbon，接着关闭元素对话框。缺省元素将设置为碳。当然也可以把打开的DefaultElement对话框移走，这样可以看到HyperChem工作区。当画原子非常多的分子时，这是非常有效的。5.左键单击Drawing工具，把指针移到工作区。6.左键单击工作区左下角，将出现一个小圈，代表未成键的碳原子。7.在工作区不同位置画更多的原子。画价键1.把指针移到刚才画的第一个碳上。2.按下鼠标左键。这是价键在第一个原子的位置。3.保持鼠标按钮按下的同时拖向工作区的顶端。4.放开鼠标按钮。这是价键在第二个原子的位置。一条线代表两个碳原子之间的价键。5.用仍旧停留在价键末端的指针,用左键拖向工作区右下角。6.放开鼠标按钮。这是第三个原子的位置。7.在空白工作区画六个价键，形成一个环。现在你清楚了如何画原子和分子，并且学会了一些基本技巧。选择原子在这个练习中，通过选择原子，你可以学到基本的选择技巧。首先必须设置选择的级别［原子（atoms），基（residues），或分子（molecules）］。这里设置为原子（atoms）。1.左键单击Select菜单。2.左键单击选择Atoms。接下来，关闭MultipleSelections：1.左键单击Select菜单。2.如果MultipleSelections打开，左键单击来关闭它。这样当你重新选择一个原子或者一组原子的时候，前面的选择将会取消。选择原子：1.左键单击Selection工具，把指针移到工作区。2.左键单击前面创建的原子。这将激活这个原子。可以在Preferences对话框中设置激活的样式。Preferences在File菜单中。3.左键单击前面创建的价键中部，这个价键就会激活，价键两端的原子就会被选择。4.右键单击工作区的空白处，撤销对所有的原子和价键的选择。选择一组原子1.在Select菜单，确保SelectSphere没有打开。2.在工作区左上方挑选一个点。3.同时按下鼠标左右键拖向工作区右下角。HyperChem显示一个代表选择区域的矩形。4.继续拖左右键，直到想要的原子被包括在矩形里。5.释放鼠标按钮。选择区域所有原子就会被激活。选择第二组原子：1.在Select菜单选择MultipleSelections。打开MultipleSelections后，在当前的选择中将添加新的选择。2.像选择第一组原子一样，左右键同时拖。3.释放鼠标按钮，第二组原子被激活。如果选择工作区中所有的原子，在选择模式中左键单击工作区的空白区域。撤销对原子的选择：1.右键单击未成键原子。这个原子不再激活。2.右键单击选择的价键中部。价键两端的原子不再激活。3.右键单击工作区的空白区域，撤销对所有原子的选择。画二维草图1.双击Drawing工具，打开ElementTable对话框。2.打开Allowions，关闭ExplicitHydrogens。如果关闭ExplicitHydrogens，在画分子的时候，不自动添加氢。3.选择碳，接着关闭对话框。碳设置为缺省元素。4.接着按下面操作。标记原子1.在Display菜单选择Labels。2.在Atoms选项框，选择Symbol。靠近Symbol的单选按钮会被填充。3.左键单击OK。Labels对话框消失，所有的原子将标注元素符号。删除原子：1.左键单击Drawing工具进入绘图模式。2.右键单击想要删除的原子，或者想要删除的价键中部。原子和价键就会消失。删除多个原子或价键：1.左键单击Selection工具进入选择模式。2.用左右键在工作区拖出选择的目标。3.在Edit菜单选择Clear。4.在提示框中选择Yes。ConstrainBondLength对话框Computed没有限制。由模型决定键长。Other:输入一个大于0至1000埃的正数。实用范围是0.75到4埃。原子类型（AtomTypes）在分子动力学计算中，分子中每一个原子都有原子类型。原子类型代表具有相似化学环境的一系列同类元素原子。环境参数包括杂化及其它因素。例如，AMBER原子类型C代表一个sp2羰基碳，CT代表四面体碳，CH代表一个包括一个氢原子的sp3碳。分子动力学计算用相同的方法处理同一类型的所有原子。每一种力场用于一系列不同类型的原子。原子类型一般需要分子动力学计算。但不是半经验计算。每一种原子类型都有一个不同于其他力场的名称。力场需要原子类型来获得计算参数。MM+力场可以处理缺省的原子类型（用未知类型**表示）。当在画一个新的分子的时候，HyperChem给每个原子一个类型名称**，表示没有指定原子类型。当在Build菜单选择ModelBuild或者CalculateTypes，或者改变力场（使用Setup菜单的MolecularMechanics），HyperChem使用MolecularMechanicsForceField对话框中选择的力场指定恰当的原子类型。指定类型后，保留的**意味着没有适当的原子类型可用。?STO-1GandSTO-1G*(HandHe);?STO-2GandSTO-2G*(HtoXe);?STO-3GandSTO-3G*(HtoXe);?STO-4GandSTO-4G*(HtoXe);?STO-5GandSTO-5G*(HtoXe);?STO-6GandSTO-6G*(HtoXe);?3-21G,3-21G*,and3-21G**(HtoAr);?4-21G,4-21G*,and4-21G**(HtoNe);?6-21G,6-21G*,and6-21G**(HtoAr);?4-31G,4-31G*,and4-31G**(HtoNe);?5-31G,5-31G*,and5-31G**(HtoF);?6-31G,6-31G*,and6-31G**(HtoAr);?6-311G,6-311G*,and6-311G**(HtoAr);Setup设置Charge和SpinMultiplicity在Abinitio和Semi-empirical计算的对话框中出现。Charge：指定额外的净剩电荷。额外电荷定义当前的分子系统是一个电中性系统，正电系统（阳离子），还是一个负电系统（阴离子）。SpinMultiplicity：自旋多重度。闭壳分子的自旋多重度为1（单重态）。一个自由基，有一个未成对电子，自旋多重度为2（双重态）。有两个未成对电子的系统，自旋多重度一般为3（三重态）。然而在某些情况下，例如两个自由基，两个未成对电子也可能产生单态。State描述系统中价电子的状态。包括指定分子处于第一激发单态(Nextlowest)或者Lowest电子态。Lowest给定自旋多重度的最低电子态。它不一定是基态。Nextlowest给定自旋多重度（单重、双重、三重或四重态）的第一电子激发态。在HyperChem6.0中，semi-empirical方法通常需要给定多重度的最低能态（lowest）或者次最低能态（nextlowest）的计算。由于偶数个电子的分子没有未成对电子，是闭壳层单态，所以只有最低三重态是有效的，而次最低三重态是无效的。例如，苯有偶数个电子，并且基态是闭壳层单重态。我们可以计算基态（最低单重态），第一激发单重态（次最低单重态），或者第一激发三重态（最低三重态）。也就是说，或者HOMO被两个电子占据，或者一个电子在HOMO，另一个电子在LUMO，产生了激发单重态或者三重态。对双重态和四重态，只有给定多重度的最低态（lowest）可用。UHF选项仅允许给定多重度的最低态（lowest）可用。例如，可以用UHF选项研究苯的最低三重激发态，但是不能用来计算单重激发态。这是因为HyperChem中的UHF选项不允许任意的轨道占据，也不允许CI计算。对于RHF选项，可以计算CI波函数。这个计算由一系列计算得到的RHF轨道开始，或者从最低单态（或双重态），或者从halfelectron的单态和三态（或双态和四重态）轨道。从这些初始态可以得到参考态，从这些参考态，产生一系列微观态。通过这些微观态适当的线性组合，可以获得一系列更准确的态。PM3PM3方法是对AM1方法的改善，它建立在NDDO近似的基础上。PM3不同于AM1仅仅在于参数值不同。PM3的参数来自对分子性质更大规模的计算。典型地，未成键相互作用在PM3中比在AM1中有较小的排斥作用。PM3最早用于有机分子的计算，但现在对许多主族元素也实现了参数化。单点计算单点计算，仅仅执行势能曲面上的一个单个点的计算。例如对一个双原子分子来说，这可能是在点a原子间距离R=2.0埃的计算。单点计算的结果给出系统在当前几何构型的势能，以及那个点的梯度。在点b，c，d，或e的单点计算可能将给出更高的能量。如果在关键的部分取足够多的点，利用Origin或者Matlab等数学工具软件，就能描出势能曲线，从而精确算出离解能De和核平衡距离re，利用公式就能得到震动参数ωe。对多原子系统来说，状况更加复杂，但是本质是一样的。Orbital中显示的轨道信息Alpha&Beta显示选择的轨道是alpha自旋还是beta自旋。LUMO+显示选择轨道相对于LUMO的位置关系。例如，选择能量在LUMO之上的轨道，文本框依次显示+1，+2，+3......；如果选择能量低于LUMO的轨道，文本框显示-1，-2，-3......。HOMO-显示选择轨道相对于HOMO的位置关系。例如，选择能量在HOMO之上的轨道，文本框依次显示-1，-2，-3......；如果选择能量低于HOMO的轨道，文本框显示+1，+2，+3......。Number显示从能量最低轨道开始的选择轨道绝对数值。对于UHF计算，轨道的alpha和beta列编号分开显示，对HOMO-和LUMO+选项也是这样。Energy以eV为单位显示选择轨道的能量。Symmetry显示选择轨道的不可约表示。Labels在轨道显示窗口中，显示每个轨道的电子占据情况和每个轨道的能量。按照约定俗成，向上的箭头代表alpha自旋，向下的箭头代表beta自旋。对于RHF计算，最大轨道占据是2；对于UHF计算，最大轨道占据是1。ZoomOut和轨道的放大如果轨道间距太密，在使用Labels时，文字符号会重合在一起，看起来很不方便。通过鼠标左键圈出一个或相邻几个选择的轨道，这些轨道就会被放大。放大之后，ZoomOut选项可以在窗口中重新回到显示全部轨道范围。OrbitalDisplay设置显示选项，显示等高线或等效面。2DContours这个选项画选择轨道的二维等高线。3DIsosurface这个选项画选择轨道的三维曲面。Orbitalsquared选择这一项，图中显示轨道几率密度值的平方。Options...显示轨道等值面选项（OrbitalIsosurfaceOptions）的属性菜单。Plot按照指定选项显示选择轨道的等高线或等值面。