Chem windows軟件是化學(xué)繪圖類軟件,主要用于分子結(jié)構(gòu)式的繪制。ChemWindow 的操作絕大部分由鼠標(biāo)便可完成,基本使用方法借助Help亦可較快學(xué)會(huì)。
Chem Windows不但可以畫二維分子結(jié)構(gòu),還提供了模擬三維分子結(jié)構(gòu)的工具。在中文Windows環(huán)境可直接輸入漢字,所畫分子結(jié)構(gòu)式可通過(guò)剪貼,放入Word等f(wàn)or Windows軟件編輯的文件中,還可利用其提供的程序轉(zhuǎn)換為其它多種圖形格式的文件,為其它應(yīng)用軟件調(diào)用,如轉(zhuǎn)換為EPS文件。
ChemWindow 的使用方法和技巧:
ChemWindow 的操作絕大部分由鼠標(biāo)便可完成,基本使用方法借助Help亦可較快學(xué)會(huì)。下面介紹作者在使用過(guò)程中的一些點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。
1.繪制ChemWindow 圖形的幾點(diǎn)技巧
在繪制復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)式時(shí),利用復(fù)制、水平或垂直翻轉(zhuǎn)等操作可繪出對(duì)稱協(xié)調(diào)的分子結(jié)構(gòu)式圖形。而在繪制化學(xué)反應(yīng)方程式時(shí),當(dāng)反應(yīng)式很長(zhǎng)時(shí),各部分之間要處于同一水平線上,若采取逐個(gè)擺放,既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,最簡(jiǎn)單的方法是先用選擇工具選取該反應(yīng)式,然后從Arrange下拉菜單中選擇Align Object命令,出現(xiàn)一對(duì)話框,選水平排序即可。分子結(jié)構(gòu)式中原子標(biāo)記用標(biāo)記工具(Label Tool)為好,雖然標(biāo)題工具(Caption Tool)也能進(jìn)行元素符號(hào)的輸入,但用該工具輸人的元素符號(hào)獨(dú)立于所畫的分子結(jié)構(gòu)式,且元素符號(hào)與鍵之間連接很不協(xié)調(diào),不便于后續(xù)操作。而用標(biāo)記工具輸入,則元素符號(hào)與所畫分子結(jié)構(gòu)式構(gòu)成一個(gè)協(xié)調(diào)的整體。
2. Word文本中ChemWindow 圖形的嵌人和幻燈片的制作
ChemWindow 圖形以***.cw2形式存儲(chǔ),一般軟件不能直接調(diào)用。這樣Word文本中 嵌入分子結(jié)構(gòu)式圖形,一般遵循下列操作程序:
開機(jī)→運(yùn)行Windows→打開Word文本文件→最小化(切換至桌面)→運(yùn)行ChemWindow→打開圖形文件(或繪制分子結(jié)構(gòu)式圖形)→將所選圖形復(fù)制到剪貼板→切換至Word文本中→將光標(biāo)置于文本中需嵌人圖形的位置,從編輯菜單中選擇粘貼命令。
脫離ChemWindow 后該圖形便不能被其它軟件調(diào)用。這樣限制了它的廣泛應(yīng)用。作者采用先將ChemWindow 圖形移入畫筆(Paintbrush)中,然后將其轉(zhuǎn)換成bmp位圖文件。這樣在Word或其它軟件中便可隨時(shí)直接調(diào)用該bmp圖片,大大簡(jiǎn)化了操作手續(xù),增強(qiáng)了該軟件與其它軟件的信息共享。但是這樣編輯有一個(gè)缺點(diǎn):圖形變成位圖后,放大縮小會(huì)變形。
在教學(xué)或?qū)W術(shù)報(bào)告中常常需要制作幻燈片,Microsoft Office系統(tǒng)軟件中的Power Point能制作各種類型的幻燈片,ChemWindow 軟件與此軟件共享便可制作出圖文并茂的專業(yè)幻燈片。作者采用上述ChemWindow 軟件圖形轉(zhuǎn)化為bmp圖片,然后插入Power Point的幻燈片中,已獲得很好的效果。但是實(shí)際上按照上面的方法,直接將圖形復(fù)制→粘貼到PowerPoint中的效果更好些。
ChemWindow是一個(gè)能繪出各種結(jié)構(gòu)和形狀的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)及化學(xué)圖形的免費(fèi)軟件。
ChemWindow 6. 0 主要有4個(gè)功能模塊組成:
(1) 分子結(jié)構(gòu)繪制,包括化學(xué)鍵繪制、各種環(huán)結(jié)構(gòu)繪制、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的表示、相應(yīng)文字說(shuō)明、電子云表示等功能;
(2) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖繪制,包括各種接口的玻璃儀器的圖形模板;
(3) 化工工藝流程圖繪制,具有各類化工設(shè)備的示意圖形庫(kù);
(4) 提供大量的各種復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)通用模板,直接提取應(yīng)用。所有功能模塊采用豐富的工具欄選擇,界面友好,使用便捷。
Chemwindow 6.0的界面:
新安裝時(shí)界面上的一些工具是沒(méi)有打開的,公欲善其事,必先利其器,因此可以根據(jù)自己的習(xí)慣定制不同的風(fēng)格,方法如下:點(diǎn)擊“view”菜單,選擇其中的一項(xiàng),選中的項(xiàng)目在菜單中用“√”顯示。
但不必打開所以的選項(xiàng),一來(lái)打開過(guò)多小窗口影響速度,二來(lái)按住帶有紅色三角形的按鈕即可看到“view”菜單中的全部按鈕;另外,在文檔中的空白處任意右擊也可以得到這些常用的按鈕。
常用按鈕的選擇如圖所示:
View菜單 右擊得到的菜單
首先來(lái)認(rèn)識(shí)一些常用按鈕:Standard Tools(標(biāo)準(zhǔn)工具):
其中:
用于選取繪圖區(qū)中的某一范圍;
用于選取整體中的部分;
為文字工具,用于書寫分子式等,但有所區(qū)別;
鍵線工具,用于繪制單鍵,雙鍵或其他鍵線在“Bond Tools”菜單或者右擊即可看到:
各類環(huán)狀;按住 鍵可以獲得更多環(huán)狀結(jié)構(gòu)物質(zhì);如:
按住這些工具均可得到和右擊文檔空白得到一樣的菜單。
為編輯圖形的按鈕,功能分別為,將選中的圖形:
置于頂層、置于底層、組合、拆分、自由旋轉(zhuǎn)、水平旋轉(zhuǎn)、垂直旋轉(zhuǎn)、對(duì)齊。
一、簡(jiǎn)單有機(jī)結(jié)構(gòu)式的繪制:
法一:利用“Other”菜單中的“Make Stick Structure”或“Make Labeled Structure”進(jìn)行轉(zhuǎn)換:如戊烷的鍵線式的繪制:
① 首先寫出分子式:
② 用選擇工具選中分子式,點(diǎn)擊“Other”菜單中的“Make Stick Structure”,得到戊烷的鍵線式:
③選中鍵線式,點(diǎn)擊“Other”菜單中的“Make Labeled Structure”則又可以得到分子式。
這種方法只是權(quán)宜之計(jì),更直接的做法是用其他按鈕。
1.鍵線式的繪制:最簡(jiǎn)單的表示方法,省去所有碳原子和氫原子,用鋸齒形狀的角和端點(diǎn)表示碳原子,鍵線表示碳原子的結(jié)合次序
①直鏈烴鍵線式:如正戊烷的繪制:
點(diǎn)擊鍵線按鈕 ,光標(biāo)變成“+”形;按住鼠標(biāo)左鍵,在文檔中拖動(dòng),其中的數(shù)字表示碳原子的個(gè)數(shù),個(gè)數(shù)為“5”時(shí)松開鼠標(biāo)。
②含有支鏈或雙鍵、叁鍵的鍵線式:在直鏈的基礎(chǔ)上添加,如:
己烷的同分異構(gòu)體的繪制:
① 用 工具繪出4個(gè)碳的鍵線:
② 選擇單鍵工具 ,將光標(biāo)移到第2個(gè)碳上,出現(xiàn)黑色方塊時(shí)點(diǎn)擊兩下,添加2個(gè)單鍵:用套索工具 將鍵線移動(dòng)到合適的位置,如圖:
雙鍵的繪制,以1,3—丁二烯為例:
① 用 工具繪出4個(gè)碳的鍵線:
② 選擇雙鍵工具 ,將光標(biāo)移到第1個(gè)C—C雙鍵的中間,出現(xiàn)黑色小方塊后單擊,若希望另一鍵線在上面,則再次點(diǎn)擊;同理繪出另一雙鍵。
注:兩化學(xué)鍵之間如果不特別標(biāo)明化學(xué)元素,程序默認(rèn)為碳元素,如果要加上化學(xué)元素,則用文字工具 添加:如丙酮分子的繪制:
用鍵線和雙鍵繪出丙酮的結(jié)構(gòu);點(diǎn)擊 工具,將光標(biāo)移到雙鍵的上部,出現(xiàn)黑色方塊后單擊,在光標(biāo)出輸入“O”,同樣在單鍵兩端輸入甲基;
2. 鋸架透視式 用于表示兩個(gè)或者兩個(gè)以上碳原子的有機(jī)化合物的立體結(jié)構(gòu),所有的鍵線均用實(shí)線表示。
如乙烷鋸架透視式的繪制:
① 選擇單鍵工具 ,在文檔中點(diǎn)擊3下,得到一個(gè)甲基;
② 選中這個(gè)甲基,點(diǎn)擊自由旋轉(zhuǎn)工具 ,將其轉(zhuǎn)到正放的位置:
③ 將其復(fù)制一份,選中,用垂直翻轉(zhuǎn)工具 將其翻轉(zhuǎn),得到一個(gè)倒放的甲基;
④ 用單鍵工具 為正放的甲基添加一條鍵,并用套索工具 將鍵線拖動(dòng)到合適的位置,并將倒放的甲基移動(dòng)到單鍵上,用文字工具 加上氫元素H,最后同時(shí)選中全部,點(diǎn)擊組合按鈕 (或按Ctrl+G鍵)將其組合。
同理可繪制出其他構(gòu)像的結(jié)構(gòu):如:
注:自由旋轉(zhuǎn)工具 用后,再次點(diǎn)擊,使其處于未選中狀態(tài),否則將影響其他工具的使用。
3. 楔形透視式:實(shí)線表示紙平面上的鍵,虛線表示伸向紙后方的鍵,楔形表示伸向紙平面前方的鍵:
同樣以乙烷的楔形透視式為例:
①用 工具繪出4個(gè)碳的鍵線:
②選擇虛線鍵工具 ,將光標(biāo)移到第3個(gè)碳,按住鼠標(biāo)左鍵拖放,繪制出表示伸向紙后方的鍵;
③同樣用楔形鍵 繪出表示伸向紙平面前方的鍵,
④同理繪制出另外兩個(gè)鍵,注意楔形將與對(duì)面的虛線鍵平行,最后添加氫元素后全選、組合
4. 紐曼投影式:將分子模形放在紙面上,沿C—C鍵的軸線投影,以 表示前面的碳原子及其鍵,以 表示后面的碳原子及其鍵:
同樣以乙烷為例:
在文檔空白出單擊右鍵,選擇 工具,即可得到一個(gè)交叉式紐曼投影,用選擇工具選中,將光標(biāo)移到4角的控點(diǎn)上,光標(biāo)變成“+”時(shí)拖動(dòng)鼠標(biāo)將其擴(kuò)大到合適的大小,最后加上氫元素,全選,組合即可。其中,在松開鼠標(biāo)之前,移向不同的方向拖動(dòng)將得到不同構(gòu)像的紐曼式,如:(虛線箭頭表示鼠標(biāo)移動(dòng)的方向)
操作簡(jiǎn)易的化學(xué)畫圖軟件----ChemWindow
三維立體結(jié)構(gòu):包括網(wǎng)線(Wireframe)、棒棒鍵(Sticks)、棒加球(Ball & Stick)、空間立體球(Spacefill)四種方式。
SymApps 6.0與ChemWindow 6.0直接相連,在ChemWindow 6.0中繪畫的二維化學(xué)結(jié)構(gòu)式,可直接轉(zhuǎn)入到SymApps 6.0,轉(zhuǎn)化成三維立體結(jié)構(gòu)在SymApps中的三維立體結(jié)構(gòu)可以任意旋轉(zhuǎn),使用者可從不同的角度和方向觀察結(jié)構(gòu),并可計(jì)算出每個(gè)原子的三維坐標(biāo)位置,以及相關(guān)的鍵長(zhǎng)、鍵角數(shù)據(jù)。
同樣以乙烷分子為例:
①用 工具繪出乙烷的鍵線式:
② 選中乙烷鍵線式,點(diǎn)擊“Other”菜單中的“SymApps”,彈出如圖窗口:
其中:左邊的三個(gè)窗口分別是:
其作用分別是:
球狀:將光標(biāo)放在球面或球的邊上移動(dòng),可將結(jié)構(gòu)圖在原地不同角度轉(zhuǎn)動(dòng);
十字型:將光標(biāo)在上面移動(dòng),可將結(jié)構(gòu)圖移到窗口中的任意位置;
在放大鏡上下移動(dòng)可將圖形縮放;右邊表示從近處和遠(yuǎn)處觀看圖形,只有在選中 后才能使用。
分別用于顯示坐標(biāo)、化學(xué)鍵、元素符號(hào)。
用于選擇不同的三維模型;
分別是黑白、光照、陰影、光源、透視(即從近處或遠(yuǎn)處觀看)
在默認(rèn)狀態(tài)下,SymApps只顯示出碳骨架,若要顯示其他原子,點(diǎn)擊 ,此時(shí)彈出對(duì)話框,
Create New Document:在新窗口中打開;
Replace Existing Document:替換已經(jīng)存在的窗口;
Discard Result:關(guān)閉窗口;
選擇“Create New Document”,得到:
依次點(diǎn)擊 ,分別得到網(wǎng)線(Wireframe)、棒棒鍵(Sticks)、棒加球(Ball & Stick)、空間立體球(Spacefill)四種方式:
點(diǎn)擊復(fù)制按鈕 可將圖像復(fù)制到剪貼板上,粘貼到文檔中
將光標(biāo)置于不同的原子上將得到各種鍵參數(shù),如圖所示:
各種參數(shù)也可以通過(guò) 得到:
一、復(fù)雜有機(jī)結(jié)構(gòu)式的繪制
1. 環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)式的輸入:
主要是利用環(huán)狀工具,如輸入苯環(huán):點(diǎn)擊工具箱中的“苯”的結(jié)構(gòu)元件,可選取單雙鍵或圓形結(jié)構(gòu),再在繪圖區(qū)點(diǎn)擊即可。若同時(shí)按住“Shift”鍵作圖還可調(diào)整苯環(huán)的大;按住鼠標(biāo)左鍵后并轉(zhuǎn)動(dòng)鼠標(biāo)可旋轉(zhuǎn)苯,常見的各種環(huán)狀如:
同樣可以得到其三維圖形:
2. 多種環(huán)狀結(jié)構(gòu)組合
在一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,點(diǎn)擊環(huán)上的結(jié)點(diǎn)和鍵上的結(jié)點(diǎn)得到不同的物質(zhì):點(diǎn)擊環(huán)上的結(jié)點(diǎn),會(huì)以一根鍵連接另一個(gè)環(huán);點(diǎn)擊環(huán)上的邊,則共邊連接一個(gè)環(huán)。圖示為:
得到的分別是聯(lián)苯、萘,其立體構(gòu)型分別為:
同樣可以繪制出其他的稠環(huán)烴:如:蒽、茚、苯并芘
另外在 工具中提供大量的模板可直接調(diào)用,如:
3.多種環(huán)狀結(jié)構(gòu)組合
4.文字和結(jié)構(gòu)組合‍
①帶支鏈的環(huán)狀化合物
一般先畫出所需的環(huán)狀結(jié)構(gòu),再將文字或基團(tuán)加在相應(yīng)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)位置上。 欲畫出苯酚的結(jié)構(gòu),可先畫出苯環(huán)的結(jié)構(gòu),再用單鍵工具 畫出連接的鍵線,最后用文字工具 添加“OH”,注意當(dāng)光標(biāo)在連接的地方出現(xiàn)黑色方塊后再點(diǎn)擊,使得整體連接得更好。
②雜環(huán)化合物 即是環(huán)狀有機(jī)化合物中,構(gòu)成環(huán)的原子除了碳原子外還有其他原子,并具有芳香結(jié)構(gòu)的物質(zhì),常見的雜原子有 N、O、S等;
一般先繪制一個(gè)環(huán),再點(diǎn)擊 ,移動(dòng)鼠標(biāo)至環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的端點(diǎn),等出現(xiàn)一個(gè)小黑方塊后單擊鼠標(biāo),再輸入雜原子元素符號(hào),如吡啶的結(jié)構(gòu)繪制:
同理可繪制出其他雜環(huán)化合物,如:尼古丁、咖啡因、膽固醇:
還可以繪制出一些更加復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu):如圖分別是:結(jié)構(gòu)式、網(wǎng)線Wireframe)、棒棒鍵(Sticks)、棒加球(Ball & Stick)、空間立體球(Spacefill)