Российская академия наук дальневосточное отделение


Программы предсказания физико-химических свойств



бет5/6
Дата23.07.2016
өлшемі310.5 Kb.
#216608
1   2   3   4   5   6

Программы предсказания физико-химических свойств


Программа CHETAH [28] – инструмент для предсказания как термохимических свойств, так и определенной опасности "реактивных химикалии", связанной с чистыми химикалиями, смесью химикалий или химической реакцией. Предсказание осуществляется через знание только молекулярной структур(ы) компонентов, включенных выполнением метода Бенсона аддитивности групп. CHETAH так же полезен для классификации материалов по их способности насильственного распада, для оценки теплоты реакции или сгорания и для предсказания более низких пределов огнеопасности.

Версия 7.3 CHETAH включает изменения, которые упрощают её использование и расширяют диапазон составов, для которых могут быть сделаны вычисления. Эта версия CHETAH позволяет пользователю выводить молекулу, используя подходящую основанную на компьютере молекулярную программу рисунка и затем "вырезать и вставлять" молекулярное описание в CHETAH. CHETAH использует эту информацию как входную, позволяя выполнять ряд вычислений. В качестве альтернативы, версия 7.3 позволяет пользователю вводить описание желательной молекулы, используя представление SMILES. Также сохранен ввод данных, основанный на группах Бенсона, как используется в версии 7.2.

CHETAH предсказывает потенциальные опасности составов на основе термохимических свойств, оцененных методом Бенсона аддитивности группы для газов. Не смотря на то, что CHETAH делает предсказания для свойств газовых стадии, оценки выхода энергии делаются для газа, жидкости или твердых материалов. Методы аддитивности группы предполагают, что каждая часть молекулы вносит приращение в способность переноса высоких температур, теплоту формирования, и энтропию молекулы. Когда данные способности переноса высоких температур для групп отсутствуют, CHETAH пробует использовать менее точные оценки, основанные на атомном методе нулевого порядка для газов и на правиле Коппа для кристаллов.

Используя CHETAH, можно:



  • Классифицировать материал или смесь по ее способности насильственного разложения при сильном воздействии.

  • Вычислить энтальпию сгорания для состава или смеси.

  • Вычислить следующие термохимические свойства реакций: DCprxn, DHrxn, DSrxn, DGrxn, logK.

  • Вычислить следующие термохимические свойства составов: Cp, S, DHf, DGf, logKf, Функция Свободной Энергии (G-H)/T, HT-H298.

  • Оценить более низкие пределы огнеопасности.

  • Построить состав из библиотечных или введенных пользователем групп, газов или твердых кристаллов.

  • Построить кристаллы из ионных групп.

  • Ввести частные термохимические данные (групп Бенсона, газов или кристаллов).

  • Посмотреть термохимические данные, хранящиеся в базе данных CHETAH.

CHETAH не может рассматривать радикалы и жидкости. Также не может предсказывать скорости химических реакций в классическом смысле определения параметров.

Компьютерная система для прогнозирования биологической активности химических соединений [29] – будет компьютерной системой для прогнозирования физиологической активности химических соединений. Такие системы используются в тех отраслях науки и производства, где имеют место экспериментальные работы по созданию и биологическому испытанию новых веществ с требуемыми свойствами. Применение их позволяет осуществлять внеэкспериментальный скрининг химических соединений и отсеивать малоперспективные соединения еще до их создания.

Существенное отличие предлагаемой системы от многих существующих заключается в возможности обнаружения или предсказания соединения иного класса и большей активности, чем те, по которым проводилась параметризация. Это достигается за счет использования принципа моделирования биохимического процесса молекулярного узнавания. Отнесение химического соединения к тому или иному виду активности с оценкой величины этой активности будет осуществляться путем количественного сравнения электростатических "портретов" испытуемого соединения и соединения, взятого за эталон - наиболее активного из известных или природного биопартнера. В качестве электростатического "портрета" предполагается использовать оригинальную физико-химическую характеристику - функцию радиального распределения электронной плотности, определяемую структурой молекулы и эффективными зарядами на атомах. Кроме того, по каждому рассматриваемому виду активности потребуется эмпирическая зависимость, представленная в аналитическом виде, которая связывает параметр сравнения указанных функций с мерой физиологической активности для ряда характеристичных веществ с известной активностью. Данные зависимости должны служить расчетными тестами, как для классификации химических соединений, так и для количественного прогнозирования величины активности.

Данная система должна будет включать в себя программное обеспечение, связывающее в единый комплекс графический редактор молекулярных структур, методы теоретического конформационного анализа и квантовой химии, собственно расчет функций радиального распределения электронной плотности, программу тестирования молекул и базу данных, содержащую расчетные тесты. Пользователь системы должен иметь возможность получать количественную оценку прогнозируемой физиологической активности интересующего его химического соединения по содержащимся в базе данных расчетным тестам и, тем самым, осуществлять его классификацию по видам активности.

PETRA [30] – пакет программ, включающий различные эмпирические методы для вычисления физико-химических свойств в органических молекулах.

Все методы эмпирически по своей природе. Они все созданы в течении последних 20 лет в исследовательской группе Гастейгера.

Можно вычислить следующие химические эффекты:


  • температуры формирования;

  • энергии разрыва связи;

  • распределение  заряда;

  • распределение  заряда;

  • индуктивный эффект;

  • эффект резонанса и делокализованной энергии;

  • эффект поляризуемости.

PETRA можно применить в следующих областях:

  • фармацевтические открытия и ведущая оптимизация;

  • определение схожести и различия комбинаторных библиотек;

  • количественная структурная деятельность и отношения собственности (QSAR и QSPR);

  • предсказание спектров и разъяснение структуры;

  • предсказание химической реактивности.
  1. Педагогические программные средства по химии


Существует много различных способов обучения химии, потому что существует много начальных подходов, и конечный результат часто широко понимается и используется различными специалистами, но является трудным для понимания неспециалистами в этой области [3].

Компьютерный курс «Базовый курс химии» [31] – набор программ, осуществляющих контроль знаний студентов по следующим разделам курса химии - строение атома, химическая кинетика, термохимия. По каждой теме предусмотрено возможность контроля по 15 вариантам по 5 вопросам в каждом. Вопросы имеют различную сложность. Результаты контроля фиксируются в ведомости, создающейся в каталоге пользователя в виде отдельного файла. Продолжительность контроля - 1 академический час.

Педагогические программные средства по химии – комплекс программ, выполняющих следующие функции: тестирование профессиональной подготовки преподавателя, тестирование на уровень подготовленности учащихся, определение метода обучения в зависимости от уровня профессиональной подготовки преподавателя, дидактических целей и содержания учебного материала; выбор формы обучения, соответствующий выбранному методу обучения; формирование знаний, умений, навыков на уровне применения, на уровне воспроизведения, а также на уровне творчества.

Гидролиз – компьютерный курс, содержащий три раздела. Первый раздел включает важнейшие сведения по изучаемой теме. В нем даются основные понятия, рассматриваются различные случаи гидролиза, анализируется степень и константа гидролиза. Этот раздел является информационным. Работа обучаемого в режиме диалога с компьютером организована в разделе "Упражнения". При работе в этом режиме обучаемый закрепляет знания, полученные в предыдущих разделах программы. Контроль знаний обеспечивается при работе в режиме "Экзамен", причем автоматически фиксируется количество допущенных ошибок. Наиболее эффективным является использование настоящего курса при организации самостоятельной работы студентов.

Щелочные металлы – компьютерный курс, предназначенный для обучения студентов вузов неорганической химии.

Компьютерный курс включает три блока: информационный, содержащий важнейшие сведения по данной теме, упражнения и экзамен. В информационном блоке дана общая характеристика щелочным металлам, рассмотрено получение, химические свойства и применение щелочных металлов и их соединений. Диалоговый режим работы компьютера организован в разделе "Упражнения". Работа в этом режиме позволяет закрепить обучаемому знания, полученные при рассмотрении предыдущих разделов. Проверка знаний приводится в последнем разделе программы: "Экзамен". В этом разделе обучаемому предлагается ответить на вопросы, причем автоматически контролируется количество допущенных ошибок.



Тепловые эффекты химических реакций – программа, предназначенная для самостоятельной работы студентов нехимических специальностей университетов, политехнических и технологических ВУЗов, слушателей ФПК, учителей и преподавателей средних школ и средних специальных учебных заведений. Может быть также использована в качестве дополнительного материала при отработке содержания теоретического курса. Обучающая программа построена в режиме диалога. Методическим принципом, заложенным в структуру и построение программы, является деятельность студентов по самостоятельному решению системы заданий и выведению новых знаний.

Содержание охватывает теоретический материал по энергетике химических процессов, включая понятия о тепловом эффекте, энтальпиях образования, сгорания, химической связи и реакций.



Классификация органических реакций – программа, предназначенная для автоматизированного обучения и контроля знаний студентов по принципам органических соединений.

Программа состоит из обучающей и контролирующей частей. Обучающая часть включает три раздела в соответствии с тремя основными видами классификации: по типу превращения, характеру вводимых групп и образующихся продуктов, по типу разрыва связей и природе атакующих реагентов. Программа построена в режиме диалога и при неверном ответе возвращает студента к соответствующей текстовой информации и затем вновь к тому же вопросу. Заключительным разделом программы является автоэкзаменатор с итоговой рейтинговой оценкой.



Расчет изменений энтальпии и энтропии при фазовом переходе в однокомпонентной системе – обучающая программа по физической химии, позволяющая выполнить расчет термодинамических констант фазового перехода в однокомпонентной системе по результатам измерений температурной зависимости давления насыщенного пара. Программа может быть использована в учебном процессе по курсу физической химии для химико-технологических специальностей вузов.

В программе предусмотрены возможности корректировки введенной информации, логического удаления, восстановления, добавления новых данных.



Комплект контролирующих курсов по органической химии – комплект программ, предназначенных для контроля знаний после изучения отдельных разделов органической химии в ВУЗах и химических техникумах. Работа с контролирующей системой рассчитана на обучаемых, не имеющих специальной компьютерной подготовки и опыта работы с ЭВМ.

Содержание и функции: комплект содержит 14 тем-вариантов (280 вопросов) по основным разделам курса «Органическая химия»:



  • номенклатура органических соединений;

  • предельные и непредельные углеводороды;

  • ароматические углеводороды;

  • галогенопроизводные;

  • карбонильные соединения;

  • карбоновые кислоты;

  • азотосодержащие соединения.

Комплект содержит также демонстрационный пример контроля с вопросами по всем названным темам. По каждому разделу имеется два варианта - 40 контрольных вопросов. Ответы могут быть выборочными или выборочно-конструктивными. Вопросы автоматически перемешиваются и появляются на экране в случайной последовательности и с новой нумерацией. Система имеет защиту то ошибочных действий пользователя.

Комплект компьютерных обучающе-контролирующих курсов органической химии – компьютерные обучающе-контролирующие курсы, предназначенные для изучения и последующего контроля по отдельным разделам дисциплины «Органическая химия» в ВУЗах и химических техникумах.

Комплект содержит 22 курса, охватывающих 5 разделов дисциплины «Органическая химия»:



  1. Названия - Номенклатура органических соединений

    1. Номенклатура предельных углеводородов.

    2. Номенклатура непредельных и ароматических углеводородов.

    3. Номенклатура функциональных производственных углеводородов.

  2. Электрон - Электронные эффекты в органической химии

    1. Электронное строение ковалентных связей в молекулах органических соединений.

    2. Индуктивный эффект.

    3. Мезомерный эффект.

    4. Соотношение электронных эффектов важнейших заместителей.

  3. Бензол - Реакции электрофильного замещения в бензоле

    1. Строение и основные реакции бензола.

    2. Механизм реакций электрофильного замещения в бензоле.

    3. Ориентирующие действия в ароматическом ядре.

  4. Галогены - Галогенопроизводные углеводородов

    1. Реакции галогенирования.

    2. Свойства галогенопроизводных

    3. Фреоны.

  5. Карбонил - Карбонильные соединения

    1. Номенклатура альдегидов и кетонов.

    2. Строение карбонильной группы.

    3. Реакции альдегидов и кетонов.

Реакции электрофильного замещения в бензоле – компьютерные учебные курсы, предназначенные для использования в процессе изучения дисциплины «Органическая химия» в ВУЗах и химических техникумах. Работа с курсом способствует формированию навыков применения основных теоретических положений органической химии для обоснования механизмов реакций, протекающих в ароматическом ряду, позволяет предвидеть возможные пути протекания реакций и выход конечных продуктов, делать обоснованный выбор исходных соединений и оптимальных условий для достижения конкретных результатов.

Комплект компьютерных обучающе-контролирующих курсов состоит из четырех разделов-курсов, которые могут использоваться самостоятельно или в едином комплекте. В курсах рассмотрены: строение и основные реакции бензола; понятие ароматичность, ароматический характер; небензоидные системы с ароматическими свойствами; механизм реакций электрофильного замещения в ряду бензола; ориентирующее действие заместителей. Контрольная работа содержит 30 вопросов, из которых методом случайной выборки обучаемому предъявляется по 10 вопросов. Курсы имеют разветвленную структуру, включают обучающие тесты, контрольные вопросы или комментарии к ответам. Ответы могут быть даны в виде слов, чисел, формул или их комбинаций.



Электронные эффекты в органической химии – компьютерные учебные курсы, предназначенные для использования в процессе изучения дисциплины "Органическая химия" в ВУЗах и химических техникумах.

Комплект компьютерных обучающе-контролирующих курсов состоит из пяти разделов-курсов, которые могут использоваться самостоятельно или в едином комплекте. Контрольная работа содержит 45 вопросов из которых методом случайной выборки обучаемому может быть предъявлено от 5 до 15 вопросов. Курсы имеют разветвленную структуру, включают обучающие тесты, контрольные вопросы или комментарии к ответам. Ответы могут быть даны в виде слов, чисел, формул или их комбинаций.



Фреоны – компьютерный курс, предназначенный для использования в процессе изучения дисциплины «Органическая химия» в ВУЗах и химических техникумах.

В курсе рассмотрены правила составления названий фреонов. Курс имеет разветвленную структуру, включает обучающие тексты, контрольные вопросы или комментарии к ответам. Ответы могут быть даны в виде слов, чисел, формул или их комбинаций. Содержание и характер появляющейся на экране информации зависит от характера ответов: при вводе правильных ответов обучение осуществляется по кратчайшему пути, ошибочные ответы анализируются и сопровождаются подробными комментариями, дополнительными обучающими текстами и новыми контрольными вопросами. В некоторых случаях предусматривается возврат к предыдущим кадрам, т.е. повторение цикла обучения. По окончании работы выставляется оценка.



Свойства галогенопроизводных углеводородов – компьютерный учебный курс, предназначенный для использования в процессе изучения дисциплины «Органическая химия» в ВУЗах и химических техникумах. Курс предназначен для изучения химических свойств галогенопроизводных, установления взаимосвязи между строением молекул галогенопроизводных и их реакционной способностью.

В курсе рассмотрены химические свойства галогенопроизводных и их химических реакций (SN1 и SN2). Курс имеет разветвленную структуру, включает обучающие тесты, контрольные вопросы или комментарии к ответам. Ответы могут быть даны в виде слов, чисел, формул или их комбинаций. Содержание и характера ответов: при вводе правильных ответов обучение осуществляется по кратчайшему пути, ошибочные ответы анализируются и сопровождаются подробными комментариями, дополнительными обучающими текстами и новыми контрольными вопросами. В некоторых случаях предусматривается возврат к предыдущим кадрам, т.е. повторение цикла обучения. По окончании работы выставляется оценка.



Индуктивный эффект – компьютерный учебный курс, предназначенный для использования в процессе изучения дисциплины «Органическая химия» в ВУЗах и химических техникумах. Курс предназначен для развития навыков применения теории химического строения - установления взаимосвязи между направлением и величиной индуктивных эффектов заместителей и реакционной способностью органических соединений.

Курс имеет разветвленную структуру, включает обручающие тексты, контрольные вопросы или комментарии к ответам. Ответы могут быть даны в виде слов, чисел, формул или их комбинаций. Содержание и характер появляющейся на экране информации зависит от характера ответов: при вводе правильных ответов обучение осуществляется по кратчайшему пути, ошибочные ответы анализируются и сопровождаются подробными комментариями, дополнительными обучающими текстами и новыми контрольными вопросами. В некоторых случаях предусматривается возврат к предыдущим кадрам, т.е. повторение цикла обучения. По окончании работы выставляется оценка.



Карбонильные соединения – компьютерные учебные курсы, предназначенные для использования в процессе изучения дисциплины «Органическая химия» в ВУЗах и химических техникумах. Курсы предназначены для изучения строения и свойств карбонильных соединений (альдегидов и кетонов), установлению взаимосвязи между строением карбонильной группы, электронными эффектами заместителей и реакционной способностью альдегидов и кетонов.

Комплект компьютерных обучающе-контролирующих курсов состоит из нескольких разделов-курсов, которые могут использоваться самостоятельно или в едином комплекте. Предусмотрена возможность проведения самоконтроля усвоения учебного материала по данной теме и выполнения контрольной работы. Контрольная работа содержит 30 вопросов, из которых методом случайной выборки обучаемому предъявляется по 10 вопросов. Курсы имеют разветвленную структуру, включают обучающие тексты, контрольные вопросы или комментарии к ответам. Ответы могут быть даны в виде слов, чисел, формул или их комбинаций. Содержание и характер появляющейся на экране информации зависит от характера ответов: при вводе правильных ответов обучение осуществляется по кратчайшему пути, ошибочные ответы анализируются и сопровождаются подробными комментариями, дополнительными обучающими текстами и новыми контрольными вопросами. В некоторых случаях предусматривается возврат к предыдущим кадрам, т.е. повторение цикла обучения. По окончании работы выставляется оценка.



Электронное строение ковалентных связей в молекулах органических соединений – компьютерный учебный курс, предназначенный для использования изучения дисциплины «Органическая химия» в ВУЗах и химических техникумах. Курс предназначен для развития навыков применения теории химического строения - установления взаимосвязи между электронным строением ковалентной связи и реакционной способностью органических соединений.

Курс имеет разветвленную структуру, включает обучающие тексты, контрольные вопросы или комментарии к ответам. Ответы могут быть даны в виде слов, чисел, формул или их комбинаций. Содержание и характер появляющейся на экране информации зависит от характера ответов: при вводе правильных ответов обучение осуществляется по кратчайшему пути, ошибочные ответы анализируются и сопровождаются подробными комментариями, дополнительными обучающими текстами и новыми контрольными вопросами. В некоторых случаях предусматривается возврат к предыдущим кадрам, т.е. повторение цикла обучения. По окончании работы выставляется оценка.



Номенклатура органических соединений – компьютерные учебные курсы, предназначенные для исполнения в процессе изучения дисциплины «Органическая химия» в ВУЗах и химических техникумах. Работа с курсами позволяет изучить основные правила заместительной и радикально-функциональной номенклатур и способствует формированию навыка составления названий органических соединений.

Комплект компьютерных обучающе-контролирующих курсов состоит из четырех разделов-курсов, которые могут использоваться самостоятельно или в едином комплекте. Курсы имеют разветвленную структуру, включают обучающие тексты, контрольные вопросы или комментарии к ответам. Ответы могут быть даны в виде слов, чисел, формул или их комбинаций.

Содержание и характер появляющейся на экране информации зависит от характера ответов: при вводе правильных ответов обучение осуществляется по кратчайшему пути, ошибочные ответы анализируются и сопровождаются подробными комментариями, дополнительными обучающими текстами и новыми контрольными вопросами. В некоторых случаях предусматривается возврат к предыдущим кадрам, т.е. повторение цикла обучения. По окончании работы выставляется оценка.

Строение комплексных соединений – компьютерная обучающая программа по химии, предназначенная для обучения студентов всех специальностей ВУЗов, а также средних специальных заведений технического профиля одному из важнейших разделов химии – «Комплексные соединения» и являются дополнительными учебно-методическим средством, позволяющим обучаемому самостоятельно усвоить и углубить свои знания по данной теме.

Обучающая программа построена по блочной системе. Первый - информационный блок, содержит основные понятия, определения, схемы, таблицы, химические формулы и химические управления. В программе «Строение комплексных соединений» изложены: теория Вернера, классификация и номенклатура комплексов, изомерия и квантово-механические теории комплексных соединений.



Протолитические равновесияобучающая программа, предназначенная для студентов вузов и техникумов химико-технологических специальностей. Программа является вспомогательным учебно-методическим средством и может использоваться для организации самостоятельной работы студентов на добровольной основе.

Программа состоит из 4 основных блоков. Блок «Разделы» содержит учебный материал по данной теме. Материал структурирован по содержанию на ряд разделов небольшого объема. Некоторые разделы, в свою очередь, разбиты на подразделы. В блоке «Определения» в сжатой форме приведены фундаментальные понятия, определения, основные формулы, относящиеся к данной теме. Закрепление учебного материала проводится в диалоговом режиме в блоке «Упражнения». Если при выполнении упражнения обучаемый допускает ошибку, программа сообщает ему об этом и требует выполнения правильного действия. При желании обучаемый может воспользоваться контекстно-зависимой помощью. Контроль знаний обучаемого осуществляется с помощью блока «Контроль». При этом обучаемому необходимо ответить на поставленные программой вопросы. С целью предотвращения запоминания правильных ответов содержание вопроса или задачи по заданной теме программа выбирает случайным образом. Помощь и возможность исправления ответа на этом этапе обучения не предоставляется.



Химия комплексных соединений – компьютерная обучающая программа по химии, предназначенная для обучения студентов всех специальностей ВУЗов, а также средних специальных заведений технического профиля одному из важнейших разделов химии - "Комплексные соединения" и являются дополнительным учебно-методическим средством, позволяющим обучаемому самостоятельно усвоить и углубить свои знания по данной теме.

Содержание и функции: обучающая программа построена по блочной системе. Первый - информационный блок содержит основные понятия, определения, схемы, таблицы, химические формулы и химические уравнения. В программе «Химия комплексных соединений», в частности, рассмотрены химические реакции с участием комплексных соединений, а также равновесия в их растворах. Закрепление полученных знаний по данным темам реализуется в режиме диалога с компьютером в блоке «Упражнения», а контроль знаний - в блоке «Экзамен». В Компьютерной программе «Химия комплексных соединений», кроме того, включен демонстрационный эксперимент, позволяющий наблюдать протекание химических реакций образования и разрушения комплексов.



Общая и неорганическая химия – компьютерный курс, предназначенный для автоматизированного обучения и контроля знаний студентов по общей и неорганической химии. Его содержание отвечает программе курса общей и неорганической химии для химико-технологических специальностей.

Программа состоит из двух разделов. «Окислительно-восстановительные реакции в курсе неорганической химии» и «Элементы подгруппы бериллия», являющихся важнейшими разделами во всех курсах химии ВУЗов и техникумов. Курс состоит из трех обучающих разделов, каждый из которых включает, кроме краткого текстового материала, значительное количество примеров и вопросы для самоконтроля. Заключительный, третий раздел курса - автоэкзаменатор, который может быть использован преподавателем для оперативного контроля знаний студента по данному курсу. Программы могут быть использованы для организации самостоятельной работы студентов, а также при проведении групповых занятий. В программе предусмотрена защита от неумелых действий пользователя.



Пиролиз углеводородных газов до этилена – автоматизированный учебный курс (АУК), предназначенный для обучения студентов современным методам расчетов материального баланса пиролиза низкомолекулярных углеводородов.

Целью АУК является закрепление и углубление знаний студентов и приобретение ими практических навыков в решении задач. Курс является учебно-тренировочным и контролирующим. Он содержит небольшие информационные порции, вопросы и задачи. В АУК предусмотрена разветвленная сеть реплик на правильные и неправильные ответы. Если студент не находит верного ответа за две-три попытки, ему выдается полное решение задачи. При изучении теоретических вопросов использован метод свободного конструирования ответов с проверкой по ключевым словам. В заключительной части курса приведены некоторые задачи, требующие глубины понимания темы, умения обосновывать свой ответ.



Прямая гидратация этилена – АУК, предназначенный для студентов химико-технологических факультетов, изучающих дисциплины: «Химия и технология органического синтеза» или «Общая химическая технология».

Целью АУК является закрепление и углубление теоретического материала и развитие практических навыков и умений в выполнении расчетов при изучении темы «Гидратация олефинов». Курс состоит из двух частей:



  1. Расчеты химического равновесия процесса гидратации этилена.

  2. Расчеты материальных потоков в производстве этилена.

Каждая часть содержит учебно-тренировочный раздел, включающий составление и преобразование основных уравнений и численные расчеты, и раздел по контролю знаний, включающий по 3 задачи.

Растворимость. Приготовление растворов и их взаимодействие – АУК, предназначенный для усвоения следующих понятий: растворимость, зависимость ее от различных факторов, различные способы выражения состава раствора.

В курсе рассматриваются следующие темы: способы выражения состава растворов, влияние различных факторов на растворимость, уравнение связи между составом раствора и его массой и объемом, приготовление и смешение растворов при задании состава в массовых долях, приготовление и смешение растворов при задании молярных концентраций. В каждой теме даются краткие пояснения и тренировочные вопросы, а в конце занятий - 5 контрольных вопросов.



Теория электролитической диссоциации – АУК, предназначенный для изучения и контроля знаний по одному из важнейших разделов химии - теории электролитической диссоциации.

В курсе рассматриваются следующие темы: механизм электролитической диссоциации, диссоциация кислот, основания, соли, ионные реакции в растворах электролитов. В каждой теме даются краткие пояснения и тренировочные вопросы, а в конце занятий контрольные вопросы. Организован диалог и ПЭВМ - ответы на вопросы, написание уравнений реакций.



Неорганические соединения – АУК, предназначенный для изучения и контроля знаний по основным типам неорганических соединений и их взаимодействиях.

В курсе рассматриваются следующие темы: оксиды, гидрооксиды, кислоты и соли. В каждой теме даются краткие пояснения и тренировочные вопросы, а в конце занятий - контрольные вопросы. Ответы на контрольные вопросы оцениваются по бальной шкале.



Окислительно-восстановительные процессы – АУК, предназначенный для изучения и контроля по курсу общей и неорганической химии.

В курсе рассматриваются следующие темы: определение степени окисленности элементов в химических соединениях, идентификация окислительно-восстановительных реакций (ОВР), типы ОВР, метод электронного баланса, определение стехиометрических коэффициентов ОВР методом электронного баланса, этапы составления ОВР, определение стехиометрических коэффициентов в кислой и щелочной средах. В каждой теме даются краткие пояснения и тренировочные вопросы, а в конце занятий - контрольные вопросы. Ответы на контрольные вопросы оцениваются по бальной шкале.



Компьютерная химическая игра – компьютерная химическая игра, предназначенная для закрепления знаний по составлению химических реакций.

В игре принимают участие два игрока. За каждый ход игрок может записать химическую реакцию. В игре рассматриваются химические реакции, происходящие при температуре до 2000 С. Игровые сообщение выдаются на английской языке.



Тепловые эффекты химических реакций – программа, предназначенная для самостоятельной работы студентов нехимических специальностей университетов, политехнических и технологических вузов, слушателей ФПК, учителей и преподавателей средних и средних специальных учебных заведений. Может быть также использована в качестве дополнительного материала при отработке содержания теоретического курса. Обучающая программа построена в режиме диалога. Методическим принципом, заложенным в структуру программы, является деятельность студентов по самостоятельному решению системы заданий и выведению новых знаний. Содержание охватывает теоретический материал по энергетике химических процессов, включая понятия о тепловом эффекте, энтальпиях образования, сгорания, химической связи и реакций. Функция программы заключается в обеспечении усвоения теоретических знаний на основе самостоятельной работы студентов в диалоговом режиме.

Комплект программ «Органическая химия» [31] – комплект программ для средней школы, охватывающий ряд основных тем дисциплины «Органическая химия» и состоящий из восьми обучающих программ: «Номенклатура алканов», «Ковалентная связь», «Алканы», «Алкены», «Бензол», «Альдегиды», «Правило Марковникова», «Фреоны» и двух контролирующих: «Номенклатура и изомерия алканов» и «Альдегиды», содержащих банк вопросов и задач, из которого методом случайной выборки за один сеанс работы каждому учащемуся предъявляется по 10 вопросов и выставляется оценка. Ответы на вопросы могут быть даны как в свободно-конструируемой форме в виде слов, формул, чисел или их комбинаций, так и путем выбора из нескольких предложенных вариантов.

С помощью обучающей программы «Номенклатура алканов» учащиеся за один урок изучают основные правила современной номенклатуры предельных углеводородов. Работа с этой программой может заменить объяснения учителя и позволяет школьникам не только освоить основы и специфику языка органической химии, но и в дальнейшем легко строить названия других более сложных классов органических соединений.

В программе «Ковалентная связь» рассмотрены типы химических связей, характер и строение связей углерода в молекулах органических соединений, понятия полярности химических связей, электроотрицательности химических элементов и их изменений в зависимости от положения элемента в Периодической системе Д. И. Менделеева.

В программе «Реакции алканов» рассмотрены строение молекул предельных углеводородов, приведены объемные полусферические модели молекул, подробно рассмотрены основные реакции алканов, динамика механизма реакций галогенирования алканов и приведена имитация химической реакции, сопровождающейся изменением цвета раствора. В программе рассмотрено и объяснено поэтапное решение расчетной задачи по установлению строения вещества, а затем учащемуся предлагается самостоятельно решить аналогичную задачу. В случае неудачи обеспечиваются необходимая помощь, подсказки и пояснения.

В программе «Алкены» рассмотрены номенклатура, основные способы получения, строение, свойства и применение этиленовых углеводородов, рассмотрен механизм реакций алкенов, и правило Марковникова, приведены мультифрагменты, иллюстрирующие качественные реакции алкенов.

Обучающая программа «Правило Марковникова» объясняет закономерности реакций присоединения к алкенам несимметричных реагентов, приводит и наглядно иллюстрирует электронное обоснование правила Марковникова и позволяет более глубоко изучить этот раздел.

Компьютерная программа «Бензол» посвящена рассмотрению строения и свойств ароматических соединений. Приведены различные модели молекулы бензола, отражающие распределение в нем электронной плотности, рассмотрен механизм реакций электрофильного замещения в бензоле. Программа позволяет по желанию учащегося более глубоко изучить понятие «ароматический характер» и ознакомиться с некоторыми небензоидными ароматическими системами.

Компьютерную обучающую программу «Альдегиды» рекомендуется использовать в комплекте с контролирующей программой по этой теме. В программе рассмотрены номенклатура альдегидов, пространственное строение карбонильной группы, реакционные центры, принимающие участие в превращениях, реакции присоединения по карбонильной группе, восстановление и окисление альдегидов и кетонов, а также приведены объемные полусферические модели некоторых альдегидов и кетонов.

В компьютерной обучающей программе «Фреоны» рассмотрены: номенклатура, способы получения, свойства, применение фреонов и их влияние на экологическую безопасность.

Все обучающие и контролирующие программы выполнены на основе общего научно-методического подхода и разработаны в едином стиле, имеют сходный дизайн и одинаковые приемы работы с ними. Программы рассчитаны на учителей и учащихся, не имеющих специальной компьютерной подготовки и опыта работы с компьютерами. В обучающих программах предусмотрена свобода выбора учащимися траектории обучения и возможность более подробного и глубокого изучения тем.



1С:РЕПЕТИТОР. ХИМИЯ [33] компьютерная программа, построенная по типу электронного учебника. В ней содержатся 4 раздела. Первые три раздела включают в себя материал по трем основным направлениям химии: теоретической, неорганической и органической. В четвертом разделе «Подготовка в вуз» представлены программа вступительных экзаменов в МГУ на 1998 г. и задачи, предложенные на вступительных экзаменах по химии в ведущих вузах Москвы. В каждом разделе химии в компьютерной программе приведены расчетные задачи без решений с ответами. Так, по теоретической химии представлено 52 расчетных задачи, по неорганической химии - 111, по органической химии - 44 расчетных задачи и 46 упражнений (38 упражнений даны без ответов). В разделе «Подготовка в вуз» имеется несколько примеров решений расчетных задач и 26 контрольных задач без ответов. В программу также включен материал по технике безопасности при проведении химических опытов.

К программному продукту прилагается методическое пособие с примерами решения расчетных типовых задач на установление формул химических соединений и нахождение физических и химических величин с помощью химических уравнений и неравенств. В пособии имеются рекомендации по установке программы в компьютер и работе с ней.



Химия: теория и практика [12] репетитор по химии. Содержит все разделы школьного курса, а также дополнительный материал. Есть возможность работы с несколькими пользователями. Встроена тестирующая оболочка с отчетами и графиками.

Atoms, Symbols, and Equations – обучающая компьютерная программа по химии для Windows, предназначенная для проверки уровня знаний студентов. Помогает закрепить в памяти пройденный курс общей химии. Содержит следующие разделы: химические элементы, схемы, периодическая таблица, формулы, уравнения, атомная структура, строение ионов. Изучайте химию при помощи этого интерактивного учебника.

Bondit – программа, предназначенная для проведения практических занятий у студентов и школьников, изучающих вводный курс общей химии. Включает в себя два встроенных набора соединений, которые могут использоваться для упражнений в классе. Позволяет создавать соединения, содержащие до 26 атомов. Созданные молекулы и соединения можно сохранить или копировать в буфер обмена.
  1. Программные системы, разработанные для Интернет


CACTVS [34] – распределенная система клиента/сервера для вычисления, управления, анализа и визуализации химической информации любого, даже динамически определенного, типа.

CACTVS использует международную сеть баз данных с описаниями свойств, вычислительными модулями, инструментальными средствами анализа данных, серверами визуализации, обработчиками типа данных и модулями ввода-вывода для того, чтобы достичь неограниченной расширяемости ее мощности.

Модули могут быть получены из сетевых баз данных, и вычисления происходят на конкретной машине или на удаленных местах, в режиме реального времени или в пакетном режиме, с управляемым доступом, во время которого трансляции заполнены химическими структурами, представляющими набор данных.

WWMM: World Wide Molecular Matrix [35] – это молекулярное складирование, содержание и управление химической информацией и молекулами полностью в XML и CML (химический язык разметки) / CCML (вычислительный химический язык разметки). "

Представление Семантической сети или СЕТКИ в молекулярных науках требует согласия общего представления данных и метаданных. В настоящее время, однако, большинство химической информации не опубликовано в форме, удобной для компьютерной обработки, а опубликованы в обычных и электронных журналах. Это удобно для людей, но не подходит для семантической инфраструктуры. В практике большие вторичные издатели (например Chemical Abstracts Service) используют много людей для того, чтобы перевести эту информацию в более упорядоченные вторичные публикации. Хотя они могли бы выступать как часть семантической сети, в настоящее время эти публикации доступны только согласно коммерческой лицензии и часто ограничены диалоговым поиском.

Напротив, Biosciences публикует много данных непосредственно в склады данных как часть первичного процесса. Гены, последовательности и структуры белка являются универсально и всесторонне доступными и развиваются семантически например с GeneOntology. Поскольку эти и другие науки требуют быстрого доступа к молекулярной информации, авторы разработали радикально новый подход к созданию Химической семантической сети - Murray-Rust and Rzepa (JCICS). WWMM позволяет химикам публиковаться непосредственно в глобальной сети (или внутренне в пределах предприятия).

Обязательные компоненты WWMM:



  • Согласованная метаинформация в пределах сообщества. Это определено Химическим Языком Разметки(CML) и более новыми разработками, такими как Вычислительный Химический Язык Разметки (CCML) (для ввода, управления и вывода химических вычислений).

  • Набор уникальных идентификаторов для молекул, типов их свойств и каждого отдельного случая присоединенного свойства. Случаи будут канонизированы (и CML и XML) так, чтобы любой компонент был помечен уникальным идентификатором.

  • Система равноправного взаимодействия (с управляемым централизованным складом метаинформации и справочником способствующих организаций)

  • Проверка метаинформации на каждом участке содействия и средства для синхронизирования данных. Диаграмма показывает возможные синхронизации, но много участков будут иметь маленькие подмножества всех данных.

Архитектура разработана для использования стандарта W3C технологии везде, если таковая подходит. Текущий масштаб охватывает 107молекул, каждая с 1-100 свойствами и 1-10 способами их вычисления. Некоторые свойства получаются при вычислениях in silcio и могут быть приблизительно 100 КБ. Можно ожидать, что будут участвовать приблизительно 100-1000 участков химии. Поэтому первое применение - поднабор среднего размера, от которого появится модульное наращивание

Проект начинался приблизительно с 5 наборов данных в пределах от 150 высококачественных Квантовых Механических вычислений на маленьких молекулах, через измеренные физические свойства и кристаллографию до 250.000 структур проверенным Национальным Институтом Рака США. Они были канонизированы и использованы как система равноправного взаимодействия.

Пользователь вводит химическую структуру молекулы, и получает уникальный идентификатор, основанный на таблице связи. Он/она решает, какие свойства являются важными, и запрашивает об их идентификаторах. Проходя через все запросы, метаинформация остается неповрежденной.

Прототип можно рассматривать с двух позиций.



  • Молекулярный сборщик в предприятии. Что позволяет индивидуальным учреждениям собирать текущую молекулярную информацию в формат WWMM, который может использоваться как составной инструмент управления.

  • Средство публикации во всемирной формирующейся простой химической семантической сети.

Возможно, что WWMM в этой форме может управлять частью требований для семантической СЕТКИ. Прогрессия к СЕТКЕ будет зависеть от молекулярных ученых, предлагающих услуги сообществу. Хотя это иногда случается с некоторыми инструментами (например, кристаллографией) и вычислениями высшего порядка, большинство химиков не обеспечивает или потребляет внешние услуги. WWMM предлагает технологию для поощрения их использования.

ХИМИЯ On-line [36] – крупный информационный химический ресурс. Содержит разнообразные калькуляторы - pH, Буферы, Радиоактивность, Квантовая химия, Спектроскопия, Спектральный анализ, Конвертирование единиц физических величин Стехиометрические расчеты ,Кристаллография Химическая технология, Молярная и атомная масса, Физическая химия.

ХИМИЯ On-line также содержит базы данных и поисковые системы - SCORECARD, Химическая галерея, Химический каталог Фишера, База данных по опасным веществам, База данных по методам синтеза (более 45000 ссылок). Визуализация молекул (более 175000 трехмерных молекулярных моделей с возможностью поиска), Большое количество информации по электрохимии, Термодинамический справочник на русском языке, Окислительно-восстановительные потенциалы, 12 различных химических баз данных (от визуализации орбиталей (3D) до онлайновых диссертаций) .



ChemForum – "Химический Форум" является крупнейшей информационной системой по химической отрасли в России и СНГ.

ChemExpoR – виртуальная выставка химической индустрии. Участники могут обмениваться новостями, демонстрировать свою продукцию, устанавливать новые связи с потенциальными партнерами. Возможность поиска информации по 2000 компаниям, лидирующим в мире в области производства и продажи химической продукции. Большое количество другой тематически связанной информации.

ChemDexTM – огромная поисковая система - рубрикатор по химическим ресурсам в Интернет. Возможность поиска информации по географическому расположению, профессиональной специализации, социальному статусу организаций и т.п. Возможность добавления ссылок на свои www-страницы.

ChemWebTM (The World Wide Club for Chemical Community) – библиотека ведущих химических журналов, патенты, базы данных с возможностью поиска. Онлайновый магазин с возможностью покупки программного обеспечения, химического оборудования и книг. Поиск работы. Конференции. Химические ресурсы.


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет