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。
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)式可通過剪貼,放入Word等for 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。下面介紹作者在使用過程中的一些點滴經(jīng)驗和體會。
1.繪制ChemWindow 圖形的幾點技巧
在繪制復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)式時,利用復(fù)制、水平或垂直翻轉(zhuǎn)等操作可繪出對稱協(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,當(dāng)反應(yīng)式很長時,各部分之間要處于同一水平線上,若采取逐個擺放,既費時又費力,最簡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)也能進行元素符號的輸入,但用該工具輸人的元素符號獨立于所畫的分子結(jié)構(gòu)式,且元素符號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,則元素符號與所畫分子結(jié)構(gòu)式構(gòu)成一個協(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,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→運行Windows→打開Word文本文件→最小化(切換至桌面)→運行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直接調(diào)用該bmp圖片,大大簡化了操作手續(xù),增強了該軟件與其它軟件的信息共享。但是這樣編輯有一個缺點:圖形變成位圖后,放大縮小會變形。
在教學(xué)或?qū)W術(shù)報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)圖形的免費軟件。
ChemWindow 6. 0 主要有4個功能模塊組成:
(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)機理的表示、相應(yīng)文字說明、電子云表示等功能;
(2) 化學(xué)實驗裝置圖繪制,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;
(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:
新安裝時界面上的一些工具是沒有打開的,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:點擊“view”菜單,選擇其中的一項,選中的項目在菜單中用“√”顯示。
但不必打開所以的選項,一來打開過多小窗口影響速度,二來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
首先來認(rèn)識一些常用按鈕: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)、對齊。
一、簡單有機結(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,點擊“Other”菜單中的“Make Stick Structure”,得到戊烷的鍵線式:
③選中鍵線式,點擊“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,更直接的做法是用其他按鈕。
1.鍵線式的繪制:最簡單的表示方法,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:
點擊鍵線按鈕 ,光標(biāo)變成“+”形;按住鼠標(biāo)左鍵,在文檔中拖動,其中的數(shù)字表示碳原子的個數(shù),個數(shù)為“5”時松開鼠標(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個碳的鍵線:
② 選擇單鍵工具 ,將光標(biāo)移到第2個碳上,出現(xiàn)黑色方塊時點擊兩下,添加2個單鍵:用套索工具 將鍵線移動到合適的位置,如圖:
雙鍵的繪制,以1,3—丁二烯為例:
① 用 工具繪出4個碳的鍵線:
② 選擇雙鍵工具 ,將光標(biāo)移到第1個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 用于表示兩個或者兩個以上碳原子的有機化合物的立體結(jié)構(gòu),所有的鍵線均用實線表示。
如乙烷鋸架透視式的繪制:
① 選擇單鍵工具 ,在文檔中點擊3下,得到一個甲基;
② 選中這個甲基,點擊自由旋轉(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 將鍵線拖動到合適的位置,并將倒放的甲基移動到單鍵上,用文字工具 加上氫元素H,最后同時選中全部,點擊組合按鈕 (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個碳的鍵線:
②選擇虛線鍵工具 ,將光標(biāo)移到第3個碳,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鍵,注意楔形將與對面的虛線鍵平行,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角的控點上,光標(biāo)變成“+”時拖動鼠標(biāo)將其擴大到合適的大小,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將得到不同構(gòu)像的紐曼式,如:(虛線箭頭表示鼠標(biāo)移動的方向)
操作簡易的化學(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),并可計算出每個原子的三維坐標(biāo)位置,以及相關(guān)的鍵長、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,點擊“Other”菜單中的“SymApps”,彈出如圖窗口:
其中:左邊的三個窗口分別是:
其作用分別是:
球狀:將光標(biāo)放在球面或球的邊上移動,可將結(jié)構(gòu)圖在原地不同角度轉(zhuǎn)動;
十字型:將光標(biāo)在上面移動,可將結(jié)構(gòu)圖移到窗口中的任意位置;
在放大鏡上下移動可將圖形縮放;右邊表示從近處和遠處觀看圖形,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。
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,點擊 ,此時彈出對話框,
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 得到:
一、復(fù)雜有機結(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)點擊即可。若同時按住“Shift”鍵作圖還可調(diào)整苯環(huán)的大。话醋∈髽(biāo)左鍵后并轉(zhuǎn)動鼠標(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
在一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,點擊環(huán)上的結(jié)點和鍵上的結(jié)點得到不同的物質(zhì):點擊環(huán)上的結(jié)點,會以一根鍵連接另一個環(huán);點擊環(huán)上的邊,則共邊連接一個環(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)黑色方塊后再點擊,使得整體連接得更好。
②雜環(huán)化合物 即是環(huán)狀有機化合物中,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;
一般先繪制一個環(huán),再點擊 ,移動鼠標(biāo)至環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的端點,等出現(xiàn)一個小黑方塊后單擊鼠標(biāo),再輸入雜原子元素符號,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)