Datorstödd molekylmodellering för gymnasiet

1. Datorstödd molekylmodellering för gymnasiet

2. Kemiska institutionen (Chemicum) • Står för den bredaste kemi undervisningen i Finland • Avdelningar i Chemicum • Laboratoriet för analytisk kemi • Laboratoriet för oorganisk kemi • Laboratoriet för fysikalisk kemi • Laboratoriet för organisk kemi • Laboratoriet för polymerkemi • Laboratoriet för radiokemi • Laboratoriet för svenskspråkig undervisning • Lärarutbildningsenheten • Ifall du skriver Eximia eller laudatur i kemins ämnesreal i studentskrivningarna, är du välkommen att studera vid kemiska institutionen – utan inträdesprov!

3. Kemiska institutionen (Chemicum) • De aktuella specialiseringsområden vid fakulteten: • grön kemi • material- och nanokemi • datorstödd och teoretisk kemi • syntetik och kemisk analytik.

4. LUMA-center och webb-tidningen Kreativ • LUMA-center • webb-tidningen Kreativ

5. Datorer och kemi • Hjälpmedel för experimentell kemi • skrivande, räknande, presenterande • mätningnsautomatik • Hjälpmedel för teoretisk kemi • simuleringar, beräkningar • beräkningskemi • Internet • informationssökning, publicering, e-post

6. Vad är beräkningskemi? • = molekylmodellering • Förklarar • Förutspår • Hypotes, en modell

7. Vad kan man undersöka med beräkningskemi? • Kemiska strukturer • bindningslängder och –vinklar • rymdstruktur, placering i rymden • Kemiska egenskaper • laddningsfördelning • elektrontäthet • spektroskopi • Kemisk reaktivitet • reaktionsmekanismer • reaktionshastigheter

8. Visualisering av ett kemiskt fenomen • Olika skeden i visualiseringen • Väljer den modell med vilken vi vill beskriva det kemiska fenomenet • Beräknings arbete • Analysering av resultat

9. Hur gör man på riktigt? • Acetylsalicylsyra • Aspirin • C9H8O4 • o-acetoxibensoesyra

10. Spartan ’04 molekylmodellerings program

11. Spartan (1) • Med molekylmodelleringsprogrammen kan man göra beräkningar för organiska molekyler • Starta maskinen: Novell  HY-PUU  Science  Spartan 2004 Student Välj ”File”  ”New”

12. stänger molekyleditorn mäter bindningslängder och -vinklar minimerar strukturensenergi Spartan (standard) atomfärger: väte – vit kol – grå kväve – blågråsyre – röd fluor – grön natrium – gulmagnesium – blå aluminium – purpur kisel – grå svavel – himmelsblåbrom – orange jod – brun transitionsmetaller– grönHe–Kr – orangexenon – gul öppnar molekyleditorn eliminerar

13. Spartan (3) 1 • Bygger molekylmodellen för aspirin • bygger bensenringen • lägger till en karbonylgrupp • lägger till en alkoholgrupp • lägger till en karbonylgrupp (även =O) • tillsätter ett sp3-kol • vi förflyttar oss från editorial till själva modelleringen 2 3 4 5

14. Spartan (4) • Att röra på molekylen i Spartan • sväng på molekylen – musens vänstra tangent nertryckt • rör på molekylen i arbetsbordet – musens högra tangent nertryckt • förstora, förminska molekylen – shift + musens högra tangent nertryckt • sväng på molekylen i arbetsbordet – shift + musens vänstra tangent nertryckt

15. Spartan (5) Putsar ”steriska hinder”

16. Spartan (6) • Med ”Model” som finns i menyn kan man ändra på strukturens utseende space filling(kalottmodell) ball and spoke(boll- och stickmodell) tube(tubmodell)

17. Spartan (7) • Vi söker ett energetiskt minimi för molekylen – minimerar elektronernas energi Välj "Setup"  "Calculations Calculate: Equilibrium Geometry with Semi Empirical Compute: IR Total Charge: Singlet Välj slutligen: "Submit" • "Display"  "Properties" visar energetiska egenskaper för den minimerade strukturen • Mät bindningslängder och –vinklar (blåa ?-tangenterna och välj de atomer du vill betrakta; det ifrågavarande resultatet syns till höger i nedre hörnet

18. Spartan (8) • Vi studerar elektronernas fördelning i molekylen • Välj ”Setup”  ”Surfaces” Surface: DensityProperty: PotentialVälj slutligen ”OK” • Välj ”Setup”  ”Submit”, med vilken den valda ytan beräknas (Den gula lådan i ”Surfaces” fönstret berättar om den beräknade ytan) • Klicka på den gula ytan, varvid ytan syns • Klicka på ytan med musens vänstra tangent, varvid du kan ändra på ytans presentationssätt nere i det högra hörnet

19. Spartan (9) • Granskar molekylens fingerprint inom infraröd området • Välj ”Display”  ”Spectra” Fönstret som öppnas presenterar de räknade vibrationsfrekvenserna och –intensiteterna • Genom att klicka på den gula lådan animeras den ifrågavarande vibrationen • Klicka på ”Draw IR Spectrum”, varvid du samtidigt får fram det "experimentella spektret"

20. Tack för visat intresse och tack för besöket !!!