Ero sivun ”Ghemicalin peruskäyttö” versioiden välillä
Siirry navigaatioon
Siirry hakuun
(Ghemical -artikkeli osana linuxkouluun.fi -artikkelien siirtoa) |
p (siirto luokkaan) |
||
| (9 välissä olevaa versiota 3 käyttäjän tekeminä ei näytetä) | |||
| Rivi 1: | Rivi 1: | ||
[[Ghemical]] on vaativaan käyttöön soveltuva kemiallisten molekyylien mallinnusohjelma. Ohjelma toimii hyvin myös peruskäytössä, esimerkiksi orgaanisen kemian molekyylien piirtämisessä ja esittämisessä kolmiulotteisesti. Ghemicalin avulla molekyylien rakennetta on mahdollista esitellä ja opiskella havainnollisesti. | |||
Tässä oppaassa tutustutaan Ghemical-ohjelmiston perustoimintoihin sekä tutustutaan yksinkertaisen esimerkin avulla molekyylin mallintamiseen. Peruskäyttäjän ei välttämättä tarvitse olla tietoinen ohjelman kaikista ominaisuuksista. Ghemical on tällä hetkellä saatavilla vain englanninkielisenä ja sen käyttöliittymä saattaa näyttää erilaiselta ohjelman eri versioiden välillä. | |||
Tässä oppaassa tutustutaan Ghemical-ohjelmiston perustoimintoihin sekä tutustutaan yksinkertaisen esimerkin avulla molekyylin mallintamiseen. | |||
Ohjelman muihin ominaisuuksiin voi tutustua [[Ghemicalin lisätoimintoja]] -ohjeen avulla | |||
== Ohjelman toiminnot == | == Ohjelman toiminnot == | ||
Ghemicalin perusikkuna näyttää perustilassa seuraavalta. | Ghemicalin perusikkuna näyttää perustilassa seuraavalta. | ||
[[Image:2-Ghemical-kayttoliittyma.png]] | |||
Käyttöliittymä koostuu seuraavista osista: | |||
# '''Työkalurivi''' - Ohjelman päätyökalut | # '''Työkalurivi''' - Ohjelman päätyökalut | ||
# '''Välilehdet''' | # '''Välilehdet''' | ||
# '''Mallinnustila''' - Kolmiulotteinen alue jossa molekyylit esitetään ja mallinnetaan | # '''Mallinnustila''' - Kolmiulotteinen alue, jossa molekyylit esitetään ja mallinnetaan | ||
# '''Ohjelman tulosteet '''- Viestit joita ohjelma tulostaa toimintoihin liittyen | # '''Ohjelman tulosteet '''- Viestit joita ohjelma tulostaa toimintoihin liittyen | ||
Lisää ohjelman toimintoja on saatavissa napsauttamalla mallinnustilaa hiiren oikealla napilla | Lisää ohjelman toimintoja on saatavissa napsauttamalla mallinnustilaa hiiren oikealla napilla. Valikon jokaista toimintoa ei tulla käymään tässä oppaassa läpi. | ||
=== Työkalurivi === | === Työkalurivi === | ||
Työkalurivin toiminnot ovat seuraavat. | Työkalurivin toiminnot ovat seuraavat. | ||
[[Image:]] | [[Image:3-Ghemical-tyokalurivi.png]] | ||
# | # ''Draw'' - Piirtotyökalu jolla haluttuja atomeita ja niiden välisiä sidoksia voidaan lisätä napsauttamalla mallinnusaluetta | ||
# | # ''Erase'' - Pyyhekumityökalu jolla voidaan poistaa yksittäisiä atomeita niitä napsauttamalla | ||
# | # ''Select'' - Valintatyökalu jolla voidaan valita haluttuja atomeja aktiiviseksi niitä napsauttamalla | ||
# | # ''Zoom ''- Zoomaustyökalu joka toimii pitämällä mallinnusalueella hiiren ykköspainiketta pohjassa ja liikuttamalla hiirtä eteen-taaksesuunnassa | ||
# | # ''Trans XY'' - Liikuta mallinnusaluetta XY-suunnassa | ||
# | # ''Trans Z'' - Liikuta mallinnusaluetta Z-suunnassa (muistuttaa zoomia) | ||
# | # ''Orbit XY'' - Kierrä mallinnusaluetta XY-suunnassa | ||
# | # ''Orbit Z'' - Kierrä mallinnusaluetta Z-suunnassa | ||
# | # ''Rotate XY'' - Pyöritä mallinnusaluetta XY-suunnassa | ||
# | # ''Rotate Z'' - Pyöritä mallinnusaluetta Z-suunnassa | ||
# | # ''Measure'' - Mittaa atomien välisiä etäisyyksiä napsauttamalla haluttuja atomeja | ||
# | # ''Element'' - Valitse (''Draw''-työkalulla) piirrettävä atomi jaksollisesta järjestelmästä | ||
# | # ''Bond type''- Valitse atomien välisen sidoksen tyyppi | ||
# | # ''Setup'' - Asetuksia | ||
| | ||
== Molekyylin mallintaminen == | == Molekyylin mallintaminen == | ||
Seuraavassa mallinnetaan | Seuraavassa mallinnetaan propaanimolekyyli, joka on yksikertainen, suoraketjuinen alkaanihiilivety. Propaani koostuu kolmesta hiil- ja kahdeksasta vetyatomista. Seuraavia vaiheita voidaan hyvin soveltaa erilaisten hiilivetyjen tekemiseen. | ||
=== Hiilirungon tekeminen === | === Hiilirungon tekeminen === | ||
Ensimmäisenä propaanista tehdään sen kolmihiilinen runko. Tämä tapahtuu pääasiallisesti | Ensimmäisenä propaanista tehdään sen kolmihiilinen runko. Tämä tapahtuu pääasiallisesti ''Draw''- ja ''Element''-työkaluja käyttäen. | ||
* Napsauta ''Element''-työkalua | |||
* Napsauta | * Valitse lisättäväksi alkuaineeksi ''hiili'' (C) | ||
* Valitse lisättäväksi alkuaineeksi | |||
[[Image:]] | [[Image:4-Ghemical-alkuainetaulukko.png]] | ||
* Valitse | * Valitse ''Draw''-työkalu | ||
* Napsauta | * Napsauta ''mallinnusaluetta'' hiiren ykköspainikkeella. Tällöin atomi lisätään alueelle. | ||
[[Image:]] | [[Image:5-Ghemical-atomin lisays.png]] | ||
* Lisää samalla tavalla vielä kaksi atomia yhteen riviin | * Lisää samalla tavalla vielä kaksi atomia yhteen riviin | ||
[[Image:]] | [[Image:6-Ghemical-atomin lisays2.png]] | ||
* Valitse | Hiilien lisäämisen jälkeen lisätään niiden väliset yksinkertaiset sidokset: | ||
* Valitse sidoksen tyypiksi yksinkertainen (single) | * Valitse ''Bond type'' | ||
* Valitse sidoksen tyypiksi yksinkertainen (''single'') | |||
[[Image:]] | [[Image:7-Ghemical-sidoksen tyyppi.png]] | ||
* Varmista että | * Varmista että ''Draw''-työkalu on valittuna | ||
* Siirrä hiiri ensimmäisen hiilen päälle, paina hiiren ykköspainike pohjaan ja vedä sidos viereiseen hiilen pitämällä painiketta pohjassa | * Siirrä hiiri ensimmäisen hiilen päälle, paina hiiren ykköspainike pohjaan ja vedä sidos viereiseen hiilen pitämällä painiketta pohjassa | ||
[[Image:]] | [[Image:8-Ghemical-sidoksen piirtaminen.png]] | ||
* Toista tämä toisen ja kolmannen hiilen kanssa | * Toista tämä toisen ja kolmannen hiilen kanssa | ||
[[Image:]]Nyt hiilirunko on valmis. | [[Image:9-Ghemical-sidoksen piirtaminen2.png]] | ||
Nyt hiilirunko on valmis. | |||
=== Vetyjen lisääminen === | === Vetyjen lisääminen === | ||
| Rivi 79: | Rivi 81: | ||
Ghemical tarjoaa kuitenkin myös helpomman tavan vetyjen lisäämiseen, joka tapahtuu seuraavasti. | Ghemical tarjoaa kuitenkin myös helpomman tavan vetyjen lisäämiseen, joka tapahtuu seuraavasti. | ||
* Valitse | * Valitse ''Select''-työkalu | ||
* Napsauta yksitellen jokaista | * Napsauta yksitellen jokaista hiiliatomia niin, että ne muuttavat värinsä vaalean punaisiksi | ||
* Napsauta mallinnusalueella hiiren kakkospainiketta | * Napsauta mallinnusalueella hiiren kakkospainiketta | ||
* Valitse avautuvasta valikosta | * Valitse avautuvasta valikosta ''Build'' -> ''Hydrogens'' -> ''Add'' | ||
[[Image:]] | [[Image:10-Ghemical-vetyjen lisays.png]] | ||
Tällöin Ghemical lisää automaattisesti oikean määrän vetyatomeja hiilien ympärille. | Tällöin Ghemical lisää automaattisesti oikean määrän vetyatomeja hiilien ympärille. | ||
[[Image:]] | [[Image:11-Ghemical-vetyjen lisays2.png]] | ||
Napsauttamalla hiiliatomeja uudelleen | Napsauttamalla hiiliatomeja uudelleen ''Select'''työkalulla saadaan atomien valinta poistettua ja väri takaisin harmaaksi. | ||
=== Molekyylin rakenteen optimointi === | === Molekyylin rakenteen optimointi === | ||
Piirrettäessä molekyylejä vapaalla kädellä atomien etäisyydet ja niiden väliset kulmat eivät tule oikein. Piirtämisen jälkeen rakenne voidaan automaattisesti optimoida seuraavasti | Piirrettäessä molekyylejä vapaalla kädellä atomien etäisyydet ja niiden väliset kulmat eivät tule oikein. Piirtämisen jälkeen rakenne voidaan automaattisesti optimoida seuraavasti: | ||
* Napsauta mallinnusalueella hiiren kakkospainiketta | * Napsauta mallinnusalueella hiiren kakkospainiketta | ||
* Valitse avautuneesta valikosta | * Valitse avautuneesta valikosta ''Compute'' -> ''Geometry optimization...'' | ||
== Molekyylimallin pyörittäminen == | == Molekyylimallin pyörittäminen == | ||
Molekyyliä voidaan vapaasti pyörittää kolmiulotteisessa avaruudessa työkalurivin toimintojen avulla. Helpoin työkalu tähän on | Molekyyliä voidaan vapaasti pyörittää kolmiulotteisessa avaruudessa työkalurivin toimintojen avulla. Helpoin työkalu tähän on ''Orbit XY' '-toiminto: | ||
* Valitse ''Orbit XY'' | |||
* Valitse | |||
* Paina hiiren keskipainike pohjaan ja liikuta hiirtä | * Paina hiiren keskipainike pohjaan ja liikuta hiirtä | ||
Näin molekyyliä voidaan vapaasti pyörittää haluttuun katselukulmaan. | Näin molekyyliä voidaan vapaasti pyörittää haluttuun katselukulmaan. | ||
== Katso myös == | |||
*[[Avogadro]] | |||
[[Luokka: | [[Luokka:Ohjeet]] | ||
[[Luokka: | [[Luokka:Kemianohjelmat]] | ||
Nykyinen versio 1. huhtikuuta 2020 kello 16.01
Ghemical on vaativaan käyttöön soveltuva kemiallisten molekyylien mallinnusohjelma. Ohjelma toimii hyvin myös peruskäytössä, esimerkiksi orgaanisen kemian molekyylien piirtämisessä ja esittämisessä kolmiulotteisesti. Ghemicalin avulla molekyylien rakennetta on mahdollista esitellä ja opiskella havainnollisesti.
Tässä oppaassa tutustutaan Ghemical-ohjelmiston perustoimintoihin sekä tutustutaan yksinkertaisen esimerkin avulla molekyylin mallintamiseen. Peruskäyttäjän ei välttämättä tarvitse olla tietoinen ohjelman kaikista ominaisuuksista. Ghemical on tällä hetkellä saatavilla vain englanninkielisenä ja sen käyttöliittymä saattaa näyttää erilaiselta ohjelman eri versioiden välillä.
Ohjelman muihin ominaisuuksiin voi tutustua Ghemicalin lisätoimintoja -ohjeen avulla
Ohjelman toiminnot[muokkaa]
Ghemicalin perusikkuna näyttää perustilassa seuraavalta.
Käyttöliittymä koostuu seuraavista osista:
- Työkalurivi - Ohjelman päätyökalut
- Välilehdet
- Mallinnustila - Kolmiulotteinen alue, jossa molekyylit esitetään ja mallinnetaan
- Ohjelman tulosteet - Viestit joita ohjelma tulostaa toimintoihin liittyen
Lisää ohjelman toimintoja on saatavissa napsauttamalla mallinnustilaa hiiren oikealla napilla. Valikon jokaista toimintoa ei tulla käymään tässä oppaassa läpi.
Työkalurivi[muokkaa]
Työkalurivin toiminnot ovat seuraavat.
- Draw - Piirtotyökalu jolla haluttuja atomeita ja niiden välisiä sidoksia voidaan lisätä napsauttamalla mallinnusaluetta
- Erase - Pyyhekumityökalu jolla voidaan poistaa yksittäisiä atomeita niitä napsauttamalla
- Select - Valintatyökalu jolla voidaan valita haluttuja atomeja aktiiviseksi niitä napsauttamalla
- Zoom - Zoomaustyökalu joka toimii pitämällä mallinnusalueella hiiren ykköspainiketta pohjassa ja liikuttamalla hiirtä eteen-taaksesuunnassa
- Trans XY - Liikuta mallinnusaluetta XY-suunnassa
- Trans Z - Liikuta mallinnusaluetta Z-suunnassa (muistuttaa zoomia)
- Orbit XY - Kierrä mallinnusaluetta XY-suunnassa
- Orbit Z - Kierrä mallinnusaluetta Z-suunnassa
- Rotate XY - Pyöritä mallinnusaluetta XY-suunnassa
- Rotate Z - Pyöritä mallinnusaluetta Z-suunnassa
- Measure - Mittaa atomien välisiä etäisyyksiä napsauttamalla haluttuja atomeja
- Element - Valitse (Draw-työkalulla) piirrettävä atomi jaksollisesta järjestelmästä
- Bond type- Valitse atomien välisen sidoksen tyyppi
- Setup - Asetuksia
Molekyylin mallintaminen[muokkaa]
Seuraavassa mallinnetaan propaanimolekyyli, joka on yksikertainen, suoraketjuinen alkaanihiilivety. Propaani koostuu kolmesta hiil- ja kahdeksasta vetyatomista. Seuraavia vaiheita voidaan hyvin soveltaa erilaisten hiilivetyjen tekemiseen.
Hiilirungon tekeminen[muokkaa]
Ensimmäisenä propaanista tehdään sen kolmihiilinen runko. Tämä tapahtuu pääasiallisesti Draw- ja Element-työkaluja käyttäen.
- Napsauta Element-työkalua
- Valitse lisättäväksi alkuaineeksi hiili (C)
- Valitse Draw-työkalu
- Napsauta mallinnusaluetta hiiren ykköspainikkeella. Tällöin atomi lisätään alueelle.
- Lisää samalla tavalla vielä kaksi atomia yhteen riviin
Hiilien lisäämisen jälkeen lisätään niiden väliset yksinkertaiset sidokset:
- Valitse Bond type
- Valitse sidoksen tyypiksi yksinkertainen (single)
- Varmista että Draw-työkalu on valittuna
- Siirrä hiiri ensimmäisen hiilen päälle, paina hiiren ykköspainike pohjaan ja vedä sidos viereiseen hiilen pitämällä painiketta pohjassa
- Toista tämä toisen ja kolmannen hiilen kanssa
Nyt hiilirunko on valmis.
Vetyjen lisääminen[muokkaa]
Yksittäisen vedyt on mahdollista lisätä samalla tavalla kuin edellä tehty hiilirunko. Eli valitsemalla alkuaineeksi vedyn, lisäämällä jokainen vety yksitellen ja lopuksi piirtämällä niiden väliset sidokset
Ghemical tarjoaa kuitenkin myös helpomman tavan vetyjen lisäämiseen, joka tapahtuu seuraavasti.
- Valitse Select-työkalu
- Napsauta yksitellen jokaista hiiliatomia niin, että ne muuttavat värinsä vaalean punaisiksi
- Napsauta mallinnusalueella hiiren kakkospainiketta
- Valitse avautuvasta valikosta Build -> Hydrogens -> Add
Tällöin Ghemical lisää automaattisesti oikean määrän vetyatomeja hiilien ympärille.
Napsauttamalla hiiliatomeja uudelleen Select'työkalulla saadaan atomien valinta poistettua ja väri takaisin harmaaksi.
Molekyylin rakenteen optimointi[muokkaa]
Piirrettäessä molekyylejä vapaalla kädellä atomien etäisyydet ja niiden väliset kulmat eivät tule oikein. Piirtämisen jälkeen rakenne voidaan automaattisesti optimoida seuraavasti:
- Napsauta mallinnusalueella hiiren kakkospainiketta
- Valitse avautuneesta valikosta Compute -> Geometry optimization...
Molekyylimallin pyörittäminen[muokkaa]
Molekyyliä voidaan vapaasti pyörittää kolmiulotteisessa avaruudessa työkalurivin toimintojen avulla. Helpoin työkalu tähän on Orbit XY' '-toiminto:
- Valitse Orbit XY
- Paina hiiren keskipainike pohjaan ja liikuta hiirtä
Näin molekyyliä voidaan vapaasti pyörittää haluttuun katselukulmaan.