化学信息学——第八讲hyperchem软件学习

1、第八讲第八讲 HyperChem 程序使用方法程序使用方法2HyperChem程序简介程序简介Hyperchem是优秀的分子模拟与教学软件，灵活易操作，质量高，可进行量子化学计算，分子力学及分子动力学模拟。Hyperchem有方便的的模拟工具，美观的图形界面，可使用量子化学的半经验方法(AM1、PM3等)，从头算方法(UHF，RHF和CI等)，密度泛函方法(7.0版后增加)进行计算。可进行单点能，几何优化，分子轨道分析，蒙特卡罗和分子力学计算，预测可见-紫外光谱。3HyperChem程序简介程序简介程序具体功能程序具体功能1. 输入结构、读取数据文件和直接操作分子。以球、棍及其混合模式等不同方

2、式显示分子。2. 用量子化学或经典势能曲面方法，进行单点、几何优化和过渡态寻找计算。可以进行的计算类型有：单点能，几何优化，计算振动频率得到简正模式，过渡态寻找，分子动力学模拟，Langevin动力学模拟，Monte Carlo模拟。4HyperChem程序简介程序简介3.支持的计算方法有：从头计算，半经验方法，分子力学，混合计算等。4. 可以用来研究的分子特性有：同位素的相对稳定性，生成热，活化能，原子电荷，HOMO-LUMO能隙，电离势，电子亲和力，偶极矩，电子能级，MP2电子相关能，CI激发态能量，过渡态结构和能量，非键相互作用能，UV-VIS吸收谱，IR吸收谱，同位素对振动的影响，对结

3、构特性的碰撞影响，团簇的稳定性。5. 支持用户定制的外部程序。5HyperChem程序简介程序简介6. 其它模块：RAYTRACE模块，RMSFit，SEQUENCE编辑器，晶体构造器糖类构造器，构像搜寻，QSAR特性，脚本编辑器。7. 新的力场方法：Amber 2，Amber 3，用于糖类的Amber，Amber 94，Amber 96。8. ESR谱。9. 电极化率。10. 二维和三维势能图。6HyperChem程序简介程序简介11. 蛋白质设计。12. 电场。13. 梯度的图形显示。14. 新增功能：密度泛函理论(DFT)计算，NMR模拟，数据库，Charmm蛋白质模拟，半经验方法TND

4、O，磁场中分子计算，激发态几何优化，MP2相关结构优化，新的芳香环图，交互式参数控制，增强的聚合物构造功能，新增基组。7HyperChem程序简介程序简介7.5版新增功能版新增功能 OpenGL绘图：基础演示模式:已全部转换为全新的OpenGL模式，使分子演示图形具有更高质量支持自定义色彩，1600万种颜色代替了传统的8种标准色。混合演示：棒型，球型或组合型等分子演示手段可以用于该分子的任意原子及链段的演示，及全新的适用于原子的管型演示。增强的蛋白质模型构建功能，支持多种蛋白质二级结构演示，大分子的电子密度近似方法。8HyperChem程序简介程序简介HyperChem 程序有不同的版本，是适

5、合程序有不同的版本，是适合于微机环境运行的教学程序。通过网络可于微机环境运行的教学程序。通过网络可以免费下载以免费下载HyperChem程序包的演示版程序包的演示版本，现在该公司提供的最新版本为本，现在该公司提供的最新版本为V8.0。该公司的网址为：该公司的网址为：9HyperChem程序的运行环境程序的运行环境1、软件环境、软件环境Windows95、Windows98或或Windows2000系统。系统。2、硬件环境、硬件环境486以上的微机，内存应在以上的微机，内存应在8M以上，硬盘以上，硬盘至少有至少有32M以上自由空间。以上自由空间。为了能够以最佳方式显示分子图像，最好为了能够以最佳

6、方式显示分子图像，最好有有VGA以上显示器。以上显示器。10HyperChem程序文件11注册激活，点击点击 Try进入工作区窗口进入工作区窗口12HyperChem程序启动13窗口各部分功能简介窗口各部分功能简介标题名称：最大、最小化、退出按钮标题名称：最大、最小化、退出按钮菜单菜单 条：条：FILE、EDIT、BUILD、SELECT、DISPLAY、DATABASE、SETUP 、COMPUTE、CANCEL、SCRIPT、HELP14工具工具 条条使用图标工具可以简化操作使用图标工具可以简化操作从左至右分别是绘制、选择、旋转、平面从左至右分别是绘制、选择、旋转、平面转动、平移转动、平移

7、15工作状态工作状态工作工作 区：区：状态状态 行：行：162、打开已存在的数据文件、打开已存在的数据文件File-Open17浏览文件夹18C60分子19选择分子图形的显示方式选择分子图形的显示方式Display- Labels可以选择原子、化学键等可以选择原子、化学键等标记方式：标记方式：20显示模式Dispay-Rendering21球堆积模式22球棍模式23设置特定元素设置特定元素24显示指定元素的基本性质显示指定元素的基本性质25选择绘图工具绘制键结构选择绘图工具绘制键结构得到碳碳骨架。左键、右键增减键序得到碳碳骨架。左键、右键增减键序26添加模型氢原子添加模型氢原子27把把2D框架

8、转换为框架转换为3D图像图像28设定初始数据设定初始数据用用Build Set设定键长、键角、形式电荷设定键长、键角、形式电荷等分子构型数据等分子构型数据29保存为数据文件保存为数据文件缺省扩展名为hin30设置二面角扭转31修改原子骨架修改原子骨架把某个氢原子改为氯原子：选定缺省元素把某个氢原子改为氯原子：选定缺省元素后，在指定原子位置上双击即可。后，在指定原子位置上双击即可。32移动、旋转、放大、缩小分子图像移动、旋转、放大、缩小分子图像33设定初始数据设定初始数据可以用可以用Build Set，如键长、键角、形式，如键长、键角、形式电荷等等。也可以用来直接测定分子构型电荷等等。也可以用来

9、直接测定分子构型数据。数据。34优化分子构型优化分子构型丁二烯分子体系能量极小值的计算丁二烯分子体系能量极小值的计算记录输出结果：记录输出结果： FILE-START LOG .绘出丁二烯分子骨架模型绘出丁二烯分子骨架模型:DRAW35测量键长测量键长SELECT36设定键角设定键角37设定二面角38用半经验方法优化分子构型用半经验方法优化分子构型SETUP-CNDO39选择方法、确定电荷、多重度选择方法、确定状态40计算几何构型计算几何构型COMPUTE-GEOMETRY41计算结果优化结束42测量键长、键角、二面角等结构参数测量键长、键角、二面角等结构参数数值显示在底部状态栏43单点能计算

10、计算对给定体系优化构型后，可对优化后的构对给定体系优化构型后，可对优化后的构型再进行单点计算。型再进行单点计算。44单点能结果结果单点能结果45输出结果46计算结果的输出文件计算结果的输出文件HyperChemlog start - Sun May 28 21:38:15 2000.Geometry optimization, SemiEmpirical, molecule = (untitled).CNDOPolakRibiere optimizerConvergence limit = 0.0001000 Iteration limit = 50Accelerate convergence

11、 = YESOptimization algorithm = Polak-RibiereCriterion of RMS gradient = 0.0100 kcal/(A mol) Maximum cycles = 150RHF Calculation:Singlet state calculationNumber of electrons = 22Number of Double Occupied Levels = 11Charge on the System = 0Total Orbitals = 2247计算红外光谱振动分析48查看红外光谱振动分析49红外光谱计算结果振动分析50查看红外光谱振动模式振动分析51计算紫外光谱设置组态设置组态CI52计算紫外光谱完成单点能计算完成单点能计算Elecreon Spectrum53查看紫外光谱完成单点能计算完成单点能计算Elecreon Spectrum54计算分子轨道能级有单点能结果就有分子轨道数据有单点能结果就有分子轨道数据55查看分子轨道orbital56练习题基于课件内容进行下列练习，要求保存练习结果，包括分子的数据文件(*.hin)，相应的图形文件可以存入word文档中，任何两个人的hin文件或图形相同将被视为抄袭。练习题绘制下列分子模型，选择计算方法进行优化，确定并显示特定的碳碳、碳氧、碳