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直通 Wolfram 研发:Wolfram 化学概览

1年前浏览7977


     
     
     
内容大纲      
   


  • Wolfram语言中的化学简史

    • ChemicalData -> Entity -> Molecule

  • 化学表达式

    • ChemicalFormula

    • ChemicalReaction

    • MoleculeName

    • FindIsomers

  • 分子可视化

    • 原子和键合标签

    • 新的绘图功能

  • 模式匹配

    • MoleculeMatchQ

    • MoleculeSubstructureCount, MoleculeContainsQ, MoleculeFreeQ

  • 化学转换

  • FeaturespacePlot

  • Wolfram化学资源


     
     
     
Wolfram 语言中的化学简史
     
     



  • ChemicalData



   
   
   
化学表达式    
   



"Chemical" 实体


  • 从第10版开始,实体为Wolfram知识库提供了一个统一的接口

  • 扩展了查询多个实体或多个属性的语法



Molecule:一个可计算的化学对象

  • 第12版引入了Molecule,一个可计算的对象,可以代表任何单一的分子:



一个分子是由原子和键组成的:



分子属性按需计算:


可以通过 MoleculeModify 轻松改变结构:


ChemicalFormula

  • 一个 "化学 "实体代表一个在知识库中具有记录的单一化学物类,其具有完整的属性,如熔点、比热容等;

  • 一个分子可以是任何化学结构,必须有指定的连通性;

  • 化学式(ChemicalFormula)只有一个原子类型及其系数的列表——它代表具有给定公式的任何(或所有)化学物类。


  • 化学式有明确的分子质量和电荷:



  • 一个分子可以与一个给定的公式相匹配



ChemicalReaction

获取反应物或产物:

获取产物的计数:

显示反应式:

根据方程式串创建化学反应:

这里的输入被解释为化学式:

根据 ReactionSMILES 字符串创建化学反应:

在这里,反应的组成部分是分子对象:



     
     
     
分子可视化      
     


使用 IUPAC 名称创建分子。

使用绘图主题来控制是否显示氢或如何描述芳烃键。

MoleculePlot3D 有助于快速生成交互式绘图,其绘图主题对应于常见情形。

通过参考原子索引来突出原子或键。


AtomLabels
  • AtomLabels 和 BondLabels 是 MoleculePlot 和 MoleculePlot3D 的新选项。


范例:TNT 分子图,按其氧化状态标记所有的碳原子和氮原子



   
   
   
模式匹配    
   

MoleculeMatchQ


  • 加入其他 Molecule 模式匹配函数:
  • FindMoleculeSubstructure

  • MoleculeContainsQ

  • MoleculeFreeQ

  • MoleculeSubstructureCount

检验两个分子是否相互匹配:

检验分子是否与化学式相匹配:

检验分子是否与模式相匹配:

一个双原子分子可以与键相匹配:

默认情况下,立体异构体之间不匹配:

范例:绘制糖的二维图,用原子的立体感来标记原子

范例:使用子结构模式过滤异构体列表


  • 找到在氧和氮之间有一个芳香键的咖 啡 因的异构体,并将它们排列在最大的共同子结构上
  • 本范例使用了 FindIsomers、MoleculeContainsQ、MoleculeMaximumCommonSubstructure 和 MoleculeAlign

  • 现在在三维空间中排列所有分子
     



   
   
   
化学转换    
   

计算 2300 毫克钠所含的毫摩尔数:

计算 10 毫升水的分子数:

计算 10 摩尔氦气的体积,单位为立方英尺:

有多少摩尔的二磷酸三钙 Ca3(PO4)2

计算 Ca3(PO4)2 和 Ca(OH)2  的化学计量比率

将 5 克的 Ca(OH)2 转换为 Ca3(PO4)2


   
   
   
FeatureSpacePlot    
   

12.3 版本为分子对象引入了新的内置特征提取器。


   
   
   
Wolfram 化学资源
   
   
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  • 化学工具
Wolfram|Alpha——使用自然语言的化学计算器
Wolfram|Alpha 笔记本编辑器 ——数字笔记本中的多步骤化学计算
Wolfram 演示项目 ——交互式化学演示工具
Wolfram 语言——化学函数的分子系列
Wolfram 函数资源库——专业化学函数
Wolfram 数据资源库——可计算化学数据组
  • 计算器
    减少认知负荷,促进实验设计中更深层次的化学思维。  



来源:武汉墨光
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首次发布时间:2023-05-25
最近编辑:1年前
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