计算化学第4章-高斯程序

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11开始作业

暂停当前作业

当前link后暂停终止当前作业和批处理

恢复当前作业在当前作业完成后终止批处理

设定多步任务的开始任务

放弃任务15

创建Gaussian输入文件

电荷与多重度

分子说明部分，段后通常加空行

Gaussian程序能完成的任务类型：

逆时针，为正顺时针，为负

?当没有构建分子的图像软件可用时，与直角坐标相比使用内坐标要方便得多。

?对具有较高对称性的分子，输入内坐标

少优化变量、节省计算时间并保证优化结果与分子的对称性严格相符。

%chk=h2o2.chk

#p hf/6-31g opt

H2O2 energy calculation 0 1

O 1 0.9

O 2 1.4 1 105.0

H 3 0.9 2 105.0 1 120.0%chk=h2o2.chk

#p hf/6-31g opt

H2O2 energy calculation

0 1

H 0.000 0.0000.000

O 0.000 0.9000.000

O 1.350 1.2620.000

H 1.464 1.742-0.752

上述两个作业将对H

2O2分子的结构进行完全优化，包括所有的键长、键角和二面角。

例1：使用HF方法，优化H

O2分子

内坐标表示笛卡尔坐标表示

?通过同一个变量控制C-H

?把二面角定义为180和0

来控制分子的平面构型

对称性

使用一个虚原子来定位

Td对称性

1、画结构

?单击工具，在工作窗口中画苯

环。

?单击元素工具，选氧元素，

再点，替换苯环上H7和H8形

成两个OH。

?选碳元素，再点，替换一个

OH上的H形成OCH3。

?单击，出现如下窗口，从中选

择羧基，替换苯环上的H9.

52，

1.构建分子

2.选择6个碳原子

例：用GaussView在某结构的中心添加鬼原子

4. 点击鼠标右键出现此窗口

5. 选择place fragment at centroid of selected Atoms

3.选择鬼原子程序，编辑或按钮，弹出对话以及保存56

Entering Link 1 = C:\program1\G09WD1\G09W\l1.exe PID= 6620.

写出分子的内坐标

其中: 1.20 ，C-C: 1.54

写出呋喃分子的内坐标，使其具有

构建二茂铁分子，并存成Gaussian输入文件。

C-H: 1.09；并计算苯的

HOMO和LUMO

第二章第化学反应限度计算专题

用心爱心专心第 1页用心爱心专心第二章第化学反应限度计算专题 [学习目标] 1.学会用浓度商与平衡常数的关系判断化学反应的方向。 2.掌握平衡常数及转化率的计算技巧。【课堂互动探究】化学平衡计算的解题模板：三段式法对于反应：m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量(mol) 分别为a 、b ，达到平衡后，A 的消耗量为mx ，容器容积为V L 。 ,m A(g),＋,n B(g) ,p C(g),＋,q D(g), 起始(mol),a b 0 0, 变化(mol),mx nx px qx , 平衡(mol),a －mx b －nx px qx ) 建立等式求解：①K ＝? ????px V p ·? ?? ??qx V q ? ????a －mx V m ·? ????b －nx V n ②c 平(A)＝a －mx V (mol·L －1)。 ③α(A)平＝mx a ×100%，α(A)∶α(B)＝mx a ∶nx b ＝mb na 。 ④φ(A)＝a －mx a ＋ b ＋(p ＋q －m －n )x ×100%。 ⑤p (平)p (始)＝a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x a ＋b 。 ⑥ρ(混)＝ a ·M (A )＋ b ·M (B )V (g·L －1 )。 ⑦M ＝ a ·M (A )＋ b ·M (B ) a ＋ b ＋(p ＋q －m －n )x (g·mol －1)。例1．高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO 2(g)(正反应为吸热反应)，其平衡常数可表达为K ＝[CO 2]/[CO]，已知，1 100°C ，K ＝0.263。 (1)温度升高化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO 2和CO 的体积比值________，平衡常数K 值________(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)1 100°C 时测得高炉中[CO 2]＝0.025 mol·L －1，[CO]＝0.1 mol·L － 1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态________(选填“是”或“否”)，此时，化学反应速率v 正________v 逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是________________________。变式训练1．(2014·吉林市模拟)已知：CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋H 2(g) ΔH ＝－41 kJ·mol －1 。相同温度下，在容积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下： A ．容器①中反应达到平衡时，CO 的转化率为80% B ．容器①中CO 的转化率等于容器②中CO 2的转化率 C ．平衡时，两容器中CO 2的浓度相等 D ．容器①中CO 反应速率等于H 2O 的反应速率例 2 .已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g) ΔH >0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c (M)＝1 mol·L －1，c (N)＝2.4 mol·L － 1；达到平衡后，M 的转化率为60%，此时N 的转化率为________； (2)若反应温度升高，M 的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)； (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c (M)＝4 mol·L －1，c (N)＝a mol·L － 1；达到平衡后，[P]＝2 mol·L － 1，a ＝________； (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c (M)＝c (N)＝b mol·L － 1，达到平衡后，M 的转化率为________。【当堂限时检测】 1．在10 L 密闭容器中，1 mol A 和3 mol B 在一定条件下反应： A(g)＋x B(g) 2C(g)，2 min 后反应达到平衡时，测得混合气体共3.4 mol ，

1计算化学概述

1计算化学概述计算化学在最近十年中可以说是发展最快的化学研究领域之一。究竟什么是计算化学呢?由于其目前在各种化学研究中广泛的应用, 我们并不容易给它一个很明确的定义。简单的来说, 计算化学是根据基本的物理化学理论通常指量子化学、统计热力学及经典力学及大量的数值运算方式研究分子、团簇的性质及化学反应的一门科学。最常见到的例子是以量子化学理论和计算、分子反应动力学理论和计算、分子力学及分子动力学理论和计算等等来解释实验中各种化学现象,帮助化学家以较具体的概念来了解、分析观察到的结果。对于未知或不易观测的化学系统, 计算化学还常扮演着预测的角色, 提供进一步研究的方向。除此之外, 计算化学也常被用来验证、测试、修正、或发展较高层次的化学理论。同时准确或有效率计算方法的开发创新也是计算化学领域中非常重要的一部分。简言之, 计算化学是一门应用计算机技术, 通过理论计算研究化学反应的机制和速率, 总结和预见化学物质结构和性能关系的规律的学科。如果说物理化学是化学和物理学相互交叉融合的产物, 那么计算化学则是化学、计算机科学、物理学、生命科学、材料科学以及药学等多学科交叉融合的产物, 而化学则是其中的核心学科。近二十年来, 计算机技术的飞速发展和理论方法的进步使理论与计算化学逐渐成为一门新兴的学科。今天、理论化学计算和实验研究的紧密结合大大改变了化学作为纯实验科学的传统印象, 有力地推动了化学各个分支学科的发展。而且, 理论与计算化学的发展也对相关的学科如纳米科学和分子生物学的发展起到了巨大的推动作用。 2计算化学的产生、发展、现状和未来 2.1计算化学的产生计算化学是随着量子化学理论的产生而发展起来的, 有着悠久历史的一门新兴学科。自上个世纪年代量子力学理论建立以来, 许多科学家曾尝试以各种数值计算方法来深人了解原子与分子之各种化学性质。然而在数值计算机广泛使用之前, 此类的计算由于其复杂性而只能应用在简单的系统与高度简化的理论模型之中, 所以, 即使是在此后的数十年里, 计算化学仍是一门需具有高度量子力学与数值分析素养的人从事的研究, 而且由于其庞大的计算量, 绝大部分的

计算化学学习指南

计算化学学习指南计算化学学习基本要求：在学习了化学系列基础课程之后，通过本课程的学习，掌握化学中常用的数值计算方法，并能利用计算方法来解决化学中和部分工程实践中的实际问题，学习中坚持理论与实践相结合，才能更深刻的理解与运用理论，并在解决实际问题中，掌握理论和方法，培养学习能力、实践能力和创新能力。计算化学学习的难点：学生学习计算化学时由于受原有化学、数学、计算机基础的制约，感到课程涉及知识面广，入门较慢。尤其是对各种化学、化工知识的综合应用及编程需要有一个熟悉的过程。计算化学的研究方法：传统意义上的计算化学要完成的任务一般包括以下几个方面： 1．量子结构计算，分子从头计算（Schrodinger方程的精确解）、半经验计算（Schrodinger方程的估计解）和分子力学计算（根据分子参数计算），属于量子化学和结构化学范畴； 2．物理化学参数的计算，包括反应焓、偶极矩、振动频率、反应自由能、反应速率等的理论计算，一般属于统计热力学范畴； 3．化学过程模拟和化工过程计算等。但是随着科学的发展，要界定计算化学的范围是很困难的，因为它是化学学科现代化过程中新的生长点，它与迅速崛起的高科技关系密切，深受当今计算机及其网络技术飞速发展的影响，正处在迅速发展和不断演变之中，研究的侧重点也因研究者及其所处的学术环境、原有基础和人员的知识背景而异。在今后的一段时期内，计算机辅助结构解析、分子设计和合成路线设计将是计算化学的主题。尽管实际上计算化学覆盖的面还要广得多，比较公认的研究领域至少有：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。无论计算化学涉及的内容多么广泛，其核心依然是数值计算问题。本课程主要学习利用用计算机解化学中的数值计算问题，一般包括以下几个步骤： 1．对所要解决的问题进行分析，将化学问题转变为数学模型，选择所需的计算方法；问题分析是完成计算任务的基础，包括对问题所含物理化学意义的清楚认识。在进行数值计算时要量纲明确，保证计算步骤分解准确。采用的数学理论正确、计算方法合理有效。 2．写出解决问题的程序框图根据分析结果给出程序框图是编写程序的基础和关键。写出清晰、流畅、准确的程序框图是任何计算机语言编写程序的必要步骤。程序框图的绘制要根据计算机运算的特点和编写代码程序的需要。 3．代码程序的编写选择一种合适的计算机语言，运用该种语言将上述程序框图写成计算机程序（高级程序）。由于一种计算机语言往往有不同版本，适合于不同的编译平台，彩的程序代码要符合该编译平台的规范。 4．程序的调试和编译一个计算机程序编写完成后，一般需要通过编译、调试和修改步骤，构成计算机可以识别的代码集，并找出问题，加以完善。编译和高度的方法依据不同的程序编译平台会略有不同。 5．试算分析，输出结果调试得到执行程序后，用已知的算例去试算检查，分析结果正确无误码，才能用于未知的算例。

3度6度带高斯投影详解.

３度６度带高斯投影选择投影的目的在于使所选投影的性质、特点适合于地图的用途，同时考虑地图在图廓范围内变形较小而且变形分布均匀。海域使用的地图多采用保角投影，因其能保持方位角度的正确。我国的基本比例尺地形图(1:5千，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:25万，1:50万，1:100万)中，大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger)，这是一个等角横切椭圆柱投影，又叫横轴墨卡托投影(Transverse Mercator)；小于50万的地形图采用等角正轴割园锥投影，又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic)；海上小于50万的地形图多用等角正轴圆柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)。一般应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。地图坐标系由大地基准面和地图投影确定，大地基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的大地基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的IAG 75地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前GPS定位所得出的结果都属于WGS84坐标系统，WGS84基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心的坐标系。因此相对同一地理位置，不同的大地基准面，它们的经纬度坐标是有差异的。采用的3个椭球体参数如下（源自“全球定位系统测量规范 GB/T 8314-2001”）：椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky

大学无机化学第二章试题及标准答案

第二章化学热力学基础本章总目标： 1：掌握四个重要的热力学函数及相关的计算。 2：会用盖斯定律进行计算。 3：理解化学反应等温式的含义，初步学会用吉布斯自由能变化去判断化学反应的方向。各小节目标：第一节：热力学第一定律了解与化学热力学有关的十个基本概念（敞开体系、封闭体系、孤立体系、环境、状态、状态函数、过程、途径、体积功、热力学能），掌握热力学第一定律的内容（△U=Q-W ）和计算。第二节：热化学 1：掌握化学反应热的相关概念： ○ 1反应热——指恒压或恒容而且体系只做体积功不做其它功的条件下，当一个化学反应发生后，若使产物的温度回到反应物的起始温度，这时体系放出或吸收的热量称为反应热。（）。 ○ 2标准生成热——某温度下，由处于标准状态的各元素的指定单质生成标准状态的1mol 某纯物质的热效应。符号f m H θ?,单位：1J mol -?或1kJ mol -?）。 ○ 3燃烧热——在100kPa 的压强下1mol 物质完全燃烧时的热效应。符号：c m H θ?；单位：1kJ mol -?。 2：掌握恒容反应热△U=Q v -W;恒压反应热Q p =△H 恒容反应热和恒压反应热的关系：p V Q Q nRT =+? 3：掌握盖斯定律内容及应用 ○1内容：一个化学反应若能分解成几步来完成，总反应的热效应等于各步反应的热效应之和。 ○ 2学会书写热化学方程式并从键能估算反应热。

第三节：化学反应的方向 1：了解化学热力学中的四个状态函数——热力学能、焓、熵、吉布斯自由能。 2：重点掌握吉——赫公式r m r m r m G H T S θθθ ?=?-?的意义及计算。 3;建立混乱度、标准摩尔反应焓、标准摩尔反应自由能和标准熵以及标准摩尔反应熵的概念，并学会对化学反应的方向和限度做初步的讨论会运用吉布斯自由能判断反应的自发性。 Ⅱ 习题一选择题 1.如果反应的H 为正值，要它成为自发过程必须满足的条件是（） A.S 为正值，高温 B.S 为正值，低温 C.S 为负值，高温 D.S 为负值，低温 2.已知某反应为升温时rG 0值减小，则下列情况与其相符的是（） A.rS 0<0 B.rS 0>0 C.rH 0>0 D.rH 0<0 3.该死定律认为化学反应的热效应与途径无关。这是因为反应处在（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.可逆条件下进行 B. 恒压无非体积功件下进行 C. 恒容无非体积功件下进行 D.以上B,C 都正确 4.在298K 时反应 H 2（g ）+1/2O 2（g ） =H 2O （g ）的Qp 和Qv 之差（KJ/mol ）是（） A.-3.7 B.3.7 C.1.2 D.-1.2 5.冰的熔化热为330.5KJ/mol ，00C 时将1.00g 水凝结为同温度的冰，其S 为（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.-330.5Jmol -1K -1 B.-1.21Jmol -1K -1 C .0 D.+1.21Jmol -1K -1 6.下列变化为绝热过程的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.体系温度不变 B.体系不从环境吸收热量 C.体系与环境无热量交换 D.体系的内能保持不变 7.某反应在298K 时的Kc 1=5，398K 时Kc 2=11，则反应的rH 0值为（） A 〈0 B. 〉0 C.于0 D.不一定 8. 298K 时的rG 0=-10KJ/mol.已知：298K 时A,B,C ，D 皆为气体，当由等物质的量的A 和 B 开始反应时，则达到平衡时混合物中（） A .C 和D B. A 和B C . A 和B 、C 及 D 都有，A 和B 的量大于C 和D 的量 D. A 和B 、C 及D 都有，但C 和D 的量大于A 和B 的量 9.热化学方程式：Zn （S ）+1/2O 2（g ）=ZnO （s ） rH 10=-348.3KJ/mol 2Hg(1)+O 2（g ）=2HgO （s ） rH 20=-181.6KJ/mol 则反应：Zn （s ）+HgO （s ）=ZnO （s ）+Hg （l ）的rH 0 （） A.166.7KJ/mol B.-257.5KJ/mol C.–439.1KJ/mol D. -529.9KJ/mol

现代分子理论与计算化学导论作业

《现代分子理论与计算化学导论》 ——课程大作业班级：xxxxxxx 姓名：小签牛学号：xxxxxxxxxx 题目：在T*=1.5条件下，分别用分子模拟方法和微扰理论方法计算ρ*=0.02和0.85的体系的压力，并比较两种方法计算的结果。 Ⅰ.当T*=1.5、ρ*=0.02时的情况 ①由Monte Carlo模拟获得体系的内能、径向分布函数和压力，流体参数及模拟条件见contrifile文件；此时的contrifile文件为： ---------------ENTER THE FOLLOWING IN LENNARD-JONES UNITS-------------------- 0.02 # Enter The Density 1.5 # Enter The Temperature 8.0 # Enter The Potential Cutoff Distance 108 # Enter The Intial Molecular Number ---------------ENTER THE SIMULATION STEP CONTROLLING PARAMETES--------------- 200000 # Enter Number Of Cycles 400 # Enter Number Of Steps Between Output Lines 400 # Enter Number Of Steps Between Data Saves 400 # Enter Interval For Update Of Max. Displ. .False. # Whether Read config. From Old Simulation Run config.dat # Enter The Configuration File Name ---------------ENTER THE RADIAL DISTRIBUTION FUNCTION PARAMETES-------------- .True. # Whether Calculate The Radial Distribution Function 0.01 # Enter The Radial Distribution Distance 100000 # Enter Number Of Cycles Of Start Calculating The Radial Distribution gr0.02.dat # Enter The Radial Distribution File Name （运行程序见附件1）所得“result.dat”文件中的结果为： A VERAGES = -0.149649

= 0.028542

计算化学复习题

计算化学复习题第一章 1.请列举计算化学的基本任务答：几何结构优化，电子结构分析，频率计算，蛋白质的计算，电子和电荷分布的计算，势能面搜索，化学反应速率常数的计算，热力学计算。 2.量子力学、量子化学、分子力学、分子动力学模拟的英文答：Quantum Mechanics Quantum Chemistry Molecular Mechanics Molecular Dynamics Modelling 3.计算化学的基本方法有哪些答：（1）ab initio methods从头算方法：是量子力学非参数化分子轨道处理方法。它建立在非相对论近似、Born-oppenheimer近似、轨道近似的基础上，采用原子轨道线性组合和Hartree-Fock自洽场方法，方法中的全部积分均做精确的计算，不使用任何计算方法的任何实验资料。包括HF,MP2(MPX),DFT。 (2)Semi-empirical techniques半经验方法：应用来自于实验或半经验的近似值作为数学计算模型的初始参数。 (3)Molecular mechanics 分子力学方法：是应用经典物理去解释和说明原子和分子的行为（4）QM和MM的混合方法—QM/MM：QM/MM方法是将系统分成两个区域，对需了解详细化学过程的区域用量子力学（QM）方法处理，其他区域用分子力学（MM）方法处理。 4.简要描述计算化学的基本过程答：构建分子结构模型，选择计算方法，几何结构优化，性质计算，结果分析。第二章和第三章 5.分子力场方法中，请写出分子体系的势能的一般表达方式。答：E FF=E str+E bend+E tor+E vdw+E el+E cross 6.分子力学的基本思想答：在分子内部，化学键都有“自然”的键长值和键角值。分子要调整它的几何形状（构像），以使其键长值键角值尽可能接近自然值，同时也使非键作用处于最小的状态吗，给出原子核位置的最佳排布。 7.分子力学的基本假设答：(1)Born-oppenheimer近似：原子核的运动和电子的运动可以看成是独立的。 (2)体系中原子和分子的运动服从经典力学，即服从牛顿运动定律而不是薛定谔方程。8.力场是什么？答：势能函数以及它的有关参数、常数和表达式通常称为力场。由于分子内部的作用力比较复杂，作用类型也较多；对于不同类型的体系作用力的情况也有差别。力场的完备与否决定计算的正确程度。 9.了解分子力学的主要应用和局限性。答：应用：分子力学宜用于对大分子进行构象分析、研究与空间效应密切相关的有机反应机理、反应活性、有机物的稳定性及生物活性分子的构象与活性的关系。局限性：当研究对象与所用的分子力学力场参数化基于的分子集合相差甚远时不宜使用，当然也不能用于人们感兴趣但没有足够多的实验数据的新类型的分子。对于化合物的电子结构、光谱性质、反应能力等涉及电子运动的研究，不能用分子力学的计算方法。 10.了解分子动力学的方法原理。了解常用的系综及应用：

生物化学教程第二章习题答案(详解)

第二章课后习题答案 1.计算赖氨酸的ε-NH3+20%被解离时的溶液PH。解：pH = pKa + lg20% pKa = 10.53 pH = 10.53 + lg20% = 9.9 2.计算谷氨酸的γ-COOH三分之二被解离时的溶液pH。解：pH = pKa + lg（（2/3）/（1/3））=4.6 pKa = 4.25 3.计算下列物质0.3mol/L溶液的pH：(a)亮氨酸盐酸盐；(b)亮氨酸钠盐；(c)等电亮氨酸。解：a：pH=2.36+ lg（C（H+）/0.3）=1.46 b: pH=9.60+lg(0.3/C(OH+))=11.5 c:pH=pI=1/2(2.36+9.60)=5.98 4.计算下列氨基酸的pI值：丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和精氨酸。解：pI = 1/2（pKa1+ pKa2） pI(Ala) = 1/2（2.34+9.69）= 6.02 pI(Cys) = 1/2（1.71+10.78）= 5.02 pI(Glu) = 1/2（2.19+4.25）= 3.22 pI(Ala) = 1/2（9.04+12.48）= 10.76 5. 向1L1mol/L的处于等电点的甘氨酸溶液加入0.3molHCl，问所得溶液的pH是多少？如果加入0.3mol NaOH以代替HCl时，pH将是多少？解：pH1=pKa1+lg(7/3)=2.71 pH2=pKa2+lg(3/7)=9.23 6.计算0.25mol/L的组氨酸溶液在pH6.4时各种离子形式的浓度（mol/L）。解：由pH=pK1+lg（His+/ His2+）=pKr+lg（His0/His+）=pK2+lg（His-/ His0）得His2+为1.87×10-6，His+为0.071，His0为0.179 His-3.0×10-4 7.说明用含一个结晶水的固体组氨酸盐酸盐（相对分子质量=209.6；咪唑基pKa=6.0）和1mol/L KOH配制1LpH6.5的0.2mol/L组氨酸盐缓冲液的方法解：取组氨酸盐酸盐41.92g(0.2mol)，加入352ml 1mol/L KOH，用水稀释至1L。 8. L-亮氨酸溶液（3.0g/50ml 6mol/L HCl）在20cm旋光管中测得的旋光度为+1.81o。计算L-亮氨酸在6mol/L HCl中的比旋。解：c=3.0/50=0.06g/ml l=2dm. +1.81=[a]*0.06*2 得：[a]= +15.1o 9.甘氨酸在溶剂A中的溶解度为在溶剂B中的4倍，苯丙氨酸在溶剂A中的溶解度为溶剂B 中的两倍。利用在溶剂A和B之间的逆流分溶方法将甘氨酸和苯丙氨酸分开。在起始溶液中甘氨酸含量为100mg ，苯丙氨酸为81mg ，试回答下列问题：(1)利用由4个分溶管组成的逆流分溶系统时，甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一号分溶管中含量最高？解：根据逆流分溶原理，可得：对于Gly：Kd = C A/C B = 4 = q(动相)/p（静相） p+q= (1/5 + 4/5) 4个分溶管分溶3次：（1/5 + 4/5）3=1/125+2/125+48/125+64/125

计算化学在化学中的应用

计算化学在化学方面的应用摘要：计算化学在最近十年中是发展最快的化学研究领域之一，通过对具体的分子系统进行理论分析和计算，能比较准确地回答有关稳定性、反应机理等基本化学问题。如今计算化学已被广泛用于材料、催化和生物化学等研究领域。本文主要就计算化学的背景、计算化学常用的方法及其在化学化工中的应用等几个方面作一简单介绍。关键词计算化学材料催化应用 Abstract: Computational chemistry is one of the fastest growing areas of chemical research in the last decade.Through theoretical analysis and calculations to a specific molecular system, one can accurately answer the basic chemical problems, for example, the stability and the reaction mechanism, etc. Today, computational chemistry has been widely used in materials, catalysis and biochemistry research. In this paper, the background of computational chemistry, the commonly used methods in computational chemistry and its application in chemistry and chemical industry have been briefed respectively. Key words:Computational chemistry; Materials; Catalysis; Application 1、计算化学的背景介绍计算化学（Computational Chemistry）在最近10年是发展最快的化学研究领域之一。它是根据基本的物理化学理论（通常是量子化学）以大量的数值运算方式来探讨化学系统的性质。最常见的例子是以量子化学计算来解释实验上的各种化学现象，帮助化学家以较具体的概念来了解、分析观察到的结果。除此之外，对于未知或不易观测的化学系统，计算化学还常扮演着预测的角色，提供进一步研究的方向。另外，计算化学也常被用来验证、测试、修正或发展较高层次的化学理论。同时，更为准确或高效的计算方法的开发创新也是计算化学领域中非常重要的一部分。量子化学，作为量子力学的一个分支，是将量子力学的基本原理和方法，应用于研究化学问题的一门基础科学，其核心问题就是通过一系列近似，求解薛

计算化学总结(1)

计算化学课程纲要绪论 ?什么是计算化学（定义）计算化学是根据基本的物理化学理论（通常是量子化学）以大量的数值运算方式来探讨化学系统的性质。广义上讲，计算化学是一门涉及多种学科的边缘学科，在更广泛的意义上又可称作“计算机化学”。它是化学、数学、计算机科学等学科交叉的新兴学科。计算化学是化学的一个分支，但不属于真正意义上的化学，它是利用数学、统计学和计算机科学的方法，进行化学、化工的实验设计、数据与信息的处理、分类、解析和预测。所以：计算化学是用于化学研究的一种方法学，是一种越来越重要的工具。计算化学这个名词有时也用来表示计算机科学与化学的交叉学科。 ?计算化学的地位（整理）计算化学促进化学界的研究方法和工业界的生产方式不断革新，是绿色化学和绿色化工的基础，是联系化学化工为国民经济可持续性发展服务的桥梁。中科院院士徐光宪先生在其报告中称“理论化学和计算化学的基础及应用研究”是21世纪化学的11个突破口之一。 1998年诺贝尔化学奖授予W.Kohn和J.A.Pople。颁奖公告说：“量子化学已经发展成为广大化学家所使用的工具，将化学带入一个新时代，在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。化学不再是纯粹的实验科学了。” ?计算化学的过去、现在和未来（了解）发展：计算化学是连接化学、化工与数学、统计学、计算机科学、物理学、药物学、材料科学等学科高度交叉、相互渗透的新的生长点，是许多实用技术的基础，并深受当今计算机与网络通讯技术飞速发展的影响，而处在迅速发展和不断演变之中。以量子化学计算为代表的计算化学发展史以化工过程计算机控制为代表的化工过程自动化发展史计算数学与分析化学相结合的发展史计算机网络技术在化学信息收集方面的应用计算机模拟技术在化学化工模拟中的应用 ?计算化学主要研究内容（方法、过程等概括）包括化学数据库、化学人工智能、分子结构建模与图像显示、计算机分子模拟（分子力学和分子动力学）和量子化学计算的体系数据和性质的综合分析，从而设计分子和合成路线，数据采集、统计分析及其他应用，化学CAI。具体过程：计算方面：遇到化学问题，首先选择合适的物理模型，若没有相应的物理模型，则选择合适的数学模型。之后进行公式算法，编程，对程序进行调试，试算分析，最终输出结果。分子模拟：遇到化学问题，首先构建分子模型，进行几何优化构象分析，能量优化，然后寻找过渡态方法，试算分析，最后输出结果。计算化学课程目标（理解）介绍当前计算化学领域常用的基本方法；学会使用各种计算化学软件包, 特别是Gaussian03, materials studio，ADF等。掌握计算化学领域的基础理论和计算方法, 并且使用它们分析和解释一定的化学问题。计算化学在化学中的应用（包括哪几方面）化学数据的挖掘化学结构与化学反应的计算机处理技术

分析化学第一,五章补充题

第一二章补充题一、计算题 1. 5 分(0152) 某P2O5试样中含少量H3PO4杂质,称取0.4050 g试样和水反应后,所得溶液用0.2500 mol/L NaOH 滴定到Na2HPO4,消耗了42.50 mL。求试样中H3PO4的质量分数。 [M r(P2O5)=141.9 , M r(H3PO4)=98.00] 2. 5 分(0154) 称取CaCO3试样0.5000 g,溶于50.00 mL 0.1255 mol/L的HCl溶液中, 多余的酸用NaOH 溶液回滴,耗碱6.20mL,若10.00 mL NaOH溶液相当于10.10mL HCl溶液, 试求CaCO3的质量分数。[M r(CaCO3)=100.1] 5. 5 分(0364) 计算以下溶液的[H+]: (1) 0.10 mol/L NH4CN溶液 (2) 0.10 mol/L NH4A 溶液已知p K a(NH4+) = 9.26, p K a(HCN) = 9.21, p K a(HA) = 1.30。 6. 5 分(0365) 假设某酸碱指示剂HIn的变色pH范围为 2.60, 若观察到刚显酸式(HIn)色时比率[HIn]/[In-]和碱式(In-)色时[In-]/[HIn]是相同的。当指示剂刚显酸色或碱色时,HIn或In-形体所占的百分比为多少? 7. 10 分(0444) 某一溶液由HCl,KH2PO4和HAc混合而成,其浓度分别为c(HCl) = 0.10 mol/L, c(KH2PO4) = 1.0×10-3mol/L, c(HAc) = 2.0×10-6mol/L 。计算该溶液的pH及[Ac-],[PO43-]各为多少? (已知H3PO4的p K a1~p K a3分别是2.12,7.20, 12.36, HAc 的p K a = 4.74) 8. 5 分(0446) 在400 mL水中加入6.2 g NH4Cl(忽略其体积变化)和45 mL 1.0 mol/L NaOH 溶液, 此混合溶液的pH是多少? 缓冲容量多大? (M r(NH4Cl) = 53.5, NH3的p K b = 4.74) 9. 10 分(0459) 计算以下各溶液的pH: (1) 20 mL 0.10 mol/L HCl溶液与20 mL 0.10 mol/L HAc混合 (2) 0.20 mL 0.10 mol/L HCl溶液与20 mL 0.10 mol/L HAc相混合 [p K a(HAc) = 4.74] 10. 分(0461) 用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定0.05000 mol/L H2SO4,计算滴定分数T分别为0 和1.00 时溶液的pH (H2SO4的p K a2 = 1.99)。

物理化学第二章作业及答案

第二章多相多组分系统热力学 2007-4-24 §2.1 均相多组分系统热力学练习 1 水溶液(1代表溶剂水，２代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数，若 V = A +B b 2+C (b 2) 2 (1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系；答： b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量， b 2=n 2, 11 2222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ???? ??===+ ? ? ?????? ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式) ∴ V 1=(1/n 1)(V -n 2V 2)= (1/n 1)( V -b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1 的物理意义；由V = A +B b 2+C (b 2)2 ， V=A; A: b 2→0, 纯溶剂的体积，即1kg 溶剂的体积 B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积 A/n 1：V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2]，∵b 2→0，V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。 (3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化? 由V 1，V 2 的表达式可知， b 2 增大，V 2 也增加，V 1降低。 2 哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量? 答：偏摩尔量定义为 ,,c B B T P n Z Z n ???= ????所以,,c B B T P n G G n ???= ???? ,,c B B T P n H H n ???= ???? ,,c B B T P n F F n ?? ?= ???? ,,c B B T P n U U n ?? ?= ? ??? 化学势定义为： ,,c B B T P n G n μ???= ????= ,,c B T V n F n ??? ????= ,,c B S V n U n ??? ????= ,,c B S P n H n ?? ? ? ??? 可见，偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。,,c B T V n F n ??? ????= ,,c B S V n U n ??? ????= ,,c B S P n H n ?? ? ? ???是化学势，但不是偏摩尔量。 3 25℃时物质的量分数为0.4的甲醇水溶液，如果往大量此溶液中加1mol H 2O ，溶液体积增加17.35cm 3，如果往大量此溶液中加1mol CH 3OH 溶液体积增加39.01cm 3。试计算(1)将0.4mol CH 3OH 和0.6mol H 2O 混合时，混合溶液的体积。(2)此混合过程中体积的变化。已知25℃时甲醇密度为0.7911g cm -3，水的密度为0.9971g cm -3。答：χB =0.4 V H2O =17.35cm 3, V 甲醇=39.01cm 3 (1) V=n 1V 1+n 2V 2=0.4×39.01+0.6×17.35= 26,01cm 3 (2) 混合前：V=(0.4×32/ρ甲醇)+ （0.6×18/ρ水）=（0.4×32/0.7911）+（0.6×18/0.9971）=27.01cm 3 ΔV=26.01-27.01=-1.0cm 3

计算化学及其应用

计算化学及其应用摘要：随着计算化学方法不断完善和计算机技术迅猛发展，计算化学在化学研究中占有越来越重要的地位。本文着重介绍了从头算方法，MΦller Plemet{MP)方法，密度泛函理论等计算方法的特点，并论述了计算化学的应用和前景，以及由计算化学带来的深远影响。关键词：计算化学；量子化学，计算方法，应用计算化学（computational chemistry）是理论化学的一个分支。计算化学的主要目标是利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质（例如总能量，偶极矩，四极矩，振动频率，反应活性等）并用以解释一些具体的化学问题。理论化学泛指采用数学方法来表述化学问题，而计算化学作为理论化学的一个分支，常特指那些可以用电脑程序实现的数学方法。计算化学并不追求完美无缺或者分毫不差，因为只有很少的化学体系可以进行精确计算。不过，几乎所有种类的化学问题都可以并且已经采用近似的算法来表述。理论上讲，对任何分子都可以采用相当精确的理论方法进行计算。很多计算软件中也已经包括了这些精确的方法，但由于这些方法的计算量随电子数的增加成指数或更快的速度增长，所以他们只能应用于很小的分子。对更大的体系，往往需要采取其他一些更大程度近似的方法，以在计算量和结果的精确度之间寻求平衡。计算化学的主要有从头算方法，MΦller Plemet{MP)方法，密度泛函理论等。从头算方法(Ab initio methods)[1]，是指基于量子力学理论的，完全由理论推导而得，不使用基本物理常数和原子量以外的实验数据、以及经验或者半经验参数的求解薛定谔方程的方法。大多数情况下这些第一原理方法包括一定的近似，而这些近似常由基本数学推导产生，例如换用更简单的函数形式或采用近似的积分方法。大多数从头算方法都使用波恩-奥本海默近似，将电子运动和原子核运动分离以简化薛定谔方程。计算经常分两个步骤进行：(1)电子结构计算，(2)化学动力学计算。 MΦller Plemet{MP)方法[2]，是一种以Hartree-Fock波函数为微扰波函数的处理原子和分子体系的微扰理论方法，亦称对称性匹配的微扰方法。所谓对称性匹配是指在微扰展开中要考虑波函数的反对称化，也就是考虑了Pauli原理。由于考虑了电子相关作用，可以准确地计算分子聚集体中的弱相互作用能，因此，MP方法常被用于研究含氢键的复合体系和稀有气体元素小分子复合体系。对于一些生物分子复合物现在也已能够得到比较精确的稳定化能，尤其是一些小的超

计算化学基础及其应用(精)

计算化学基础及其应用第一章绪论 §1.1 现代化学发展的特征之一：计算化学的蓬勃发展 1、国际科学界的共识和认同， 1998年度的诺贝尔化学奖，授予了在计算化学领域做出杰出贡献的P o p l e，和K o h n； WATOC（World Association of Theoretical Oriented Chemists）founed in 1982； 2、各类量子化学、理论化学、计算化学等学术机构不断出现，人力、物力、财力向计算化学领域转移集中；中国化学学科的教研基地，几乎都成立了理论和计算化学研究中心：北大、南大、吉大、夏大、武大、山东大学、等等。 3、计算化学相关学术刊物的创刊美国化学会, 英国皇家化学会, Elsevier, Springer等出版社； 4、论文数量的剧增、研究工作的广泛深入和应用领域的拓宽 5、学术交流频繁 2003.7 第一届国际理论化学、分子模拟和生命科学研讨会（中国科学院，北京） 6、可行性、通用性，正在成为一种常规研究方法：第三种科研方法在过去，分子模拟/计算化学常常局限于那些能够接触到必要的计算机软硬件的少数科学家。操作者自己编写程序，自己维护计算机系统，自己修复崩溃的系统。今天，情况则发生了巨变：(1) 个人计算机/计算机工作站甚至较仅仅几年前的大型计算机的功能都要强大的多，而且能够相对便宜地买到；(2) 由于软件可以从商业公司或科研实验室得到，人们不必再自己编写程序。现在，分子模拟可以在任何实验室或教室实施。作为一个迅猛发展的学科，计算化学极大地得益于近年来计算机软硬件的飞速发展。相当一部分计算工作可以由个人电脑/PC机完成。第三种科研方法：实验研究，理论研究，计算模拟。 §1.2 计算化学概览 1、几个概念的区别与联系常见的一些名称术语及其关系：相互渗透，相互依赖，部分重叠 ?物理化学物理理论→化学（四部分） ?量子化学（量子力学→化学） ?理论化学量子化学＋统计热力学 ?计算化学理论化学＝计算化学？ ?化学信息学化学－信息－计算机（CIC） ?分子模拟分子模拟＝计算化学？量子化学－分子力学 ?化学计量学∈化学信息学

计算化学在生物大分子研究中的应用

计算化学及其在生物大分子研究中的应用摘要：生物分子动态模拟技术是运用计算机对生物大分子的结构、功能、质子运动轨迹以及生物分子间的相互作用进行预测,是研究生物分子结构和功能的重要手段。本文综述了近年来报道的研究生物大分子体系的量子化学计算方法(HF、MP、DFT等),简单介绍分子动态模拟技术在生物大分子研究中的应用和研究进展,分析了目前存在的问题,并展望了该领域的研究前景。关键词：生物大分子；计算化学；分子动态模拟引言理论与计算化学是一门应用量子力学和统计力学研究化学问题的化学分支学科。以1998年沃尔特·库恩(Walter Kohn)和约翰·波普尔(John Pople)获得诺贝尔化学奖为标志,化学这一传统实验科学进一步走向严密科学的趋势越加明朗。理论与计算化学在其中的重要作用,也愈加为人们所重视。作为一门独立的学科，它和物理化学、化学物理、分子物理、生物物理、计算科学等相关学科有很强的交叉和渗透。理论化学的重要性在于，它研究的是化学学科最核心和普遍的规律。大分子体系的理论计算一直是具有挑战性的研究领域,尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究,是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等,都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问,这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶；可以揭示遗传与变异的奥秘,进而调控基因的复制与突变,使之造福于人类；可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药,等等。可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。随着理论的发展与计算机技术的提高,目前量子化学计算方法和计算程序已能对由几个甚至几十个原子组成的中小分子的性质进行十分精确的理论研究。特别是分子的总能量,许多计算方法(如MP、DFT、QCISD等方法)的计算结果都能与精确实验结果很好地吻合。J.A.Pople小组创建的Gaussian-1(G1)、Gaussian-2(G2)、G2(MP2)和G2(MP3)理论,其能量方面的计算值与精确实验结果的差异在2kcal/mol范围以内,而所需的计算机资源相对较小,计算结果甚至可以用来评判有关实验测定结果的可靠性。然而,到目前为止,还没有一种成熟的理论和普遍可接受的计算程序用于对由数以千计乃至数以万计个原子组成的大分子体系(如核酸、蛋白质和固体材料等)进行量子化学计算研究。这主要是由于计算量与分子大小呈指数(电子数的3次方或更高)关系。因此,大分子体系的量子化学计算方法的研究便成为当今计算化学领域中极具挑战性的研究热点之一。 1.计算化学方法与应用 1.1 Abinitio Hartree-Fock (HF) SCF方法从头算法在上个世纪70年代被逐渐开展,是求解多电子体系问题的量子理论