个人介绍
基于高斯软件的有机反应机理的过渡态模拟

主讲教师:钟爱国

教师团队:共1

  • 钟爱国

第2期

虚拟仿真实验
你还在抱怨:综合试验,你比综合更疲劳。实验体系太复杂,“炒菜式”实验来发现新材料让你心力交瘁。实验设备吐出数据和曲线太抽象,你没法想象原子上究竟发生了什么。来试一试计算化学:节省时间和经费,照自己的意愿设计材料,让微观过程历历在目。热爱科研的你,如何能错过这个科研利器?本课程结合了Gaussian软件的高精度理论计算,将有机化学中的分子结构和基础有机反应机理单独建设MOOC,创造性地引入了近20个动态的视频,对典型有机反应分子结构和反应机理,进行了全立体、全动态地进行讲解。本课程的目的是建设优质的在线高等有机化学多媒体教学资源,帮助学生更好地理解教学难点,为线上线下和翻转课堂教学研究提供支撑。
课程介绍
对于有机反应机理,由于受教学学时和教学条件的限制,实际实验教学中并不能涉及到,影响了学生对相关知识点的学习和了解。为此,我们把这类反应及实验过程拍成教学视频,为学生演示整个操作过程,并突出展示主要实验现象,强调关键步骤条件下的操作规范,使学生在在课余时间以低成本也能学到相关知识点和实验技能。
《乙酸乙酯皂化反应机理的虚拟仿真》从分析有机化合物的结构出发,来掌握经典的有机化学反应机理,通过对机理的深入学习和理解,初步实现预测未知反应的结果和设计新反应的目的。强调对有机化学知识的贯通理解和掌握,提升分析解决问题能力。 适合化学、应用化学和药物化学专业高年级本科生和研究生,以及准备参加化学、应用化学和药物化学类本科生系统复习有机化学使用。
教师团队

钟爱国

职称:教授

单位:台州学院

部门:医药化工学院

职位:督导

教学方法

通过分子模拟及其虚拟仿真的方法,从微观层面深入观察了解有机分子相互作用的细节;同时在此过程中初步了解掌握相关软件和数据库,为后期的有机化学实验和物理化学实验做好准备。本实验既可以通过软件 Chemoffice 2012 实现,也可以通过超算平台实现,以便于实验条件难以达到的访问者使用,有相关操作视频讲解。通过本实验,深入理解有机小分子相互作用的模式,也可以了解掌握基本的分子模拟和有机合成设计技术。


教学条件


教学效果

本实验课基于化学学科核心素养的内涵及结构,从知识传授、能力培养、素质提高三方面协同实施,开展“教、学、评”一体化的量子化学在线计算与分子模拟的创新实验课建设与应用。借助虚拟仿真和量子化学计算的手段,帮助学生从分子层次上理解化学物质的结构-性能关系,培养和形成化学学科的“结构观”,掌握建构模型的思想方法,利用模型建构,化抽象为具体、化复杂为简单、化深奥为浅显,促进学生自主学习,弥补传统宏观层次实验教学的难题。


参考教材

1.邢其毅,徐瑞秋,裴伟伟,裴坚 《基础有机化学》第四版,北京大学出版社,2016

2.Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S.; Wothers, P. 《Organic Chemistry》 2nd Ed. Oxford University Press 2012

3.Vollhardt, V.; Schore, N. Organic Chemistry: Structure and Function, 8th. Ed. Freeman and Company, 2018

4.Smith, M. B.; March, J. Advance Org. Chem. 7th Ed. John Wiley & Son Inc. 2013

5.Francis A. Carey, Richard J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry (A and B), 5th Ed. Springer, 2007.



课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 第一步 分子准备与处理
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1.2 第二步 Chemoffice 软件的安装
视频
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1.3 第三步 分子构型初步优化
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2.1 第四步 高斯软件安装
视频
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2.2 第五步 分子构型进一步优化
视频
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2.3 第六步 分子结构显示
视频
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3.1 第七步 用QST1方法寻找过渡态
视频
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3.2 第八步 用QST2方法寻找过渡态
视频
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3.3 第九步 用QST3方法寻找过渡态
视频
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4.1 第十步  用 QST2 方法模拟
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视频
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4.2 第十一步 做分子图分析机理
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4.3 第十二步 作能级图分析机理
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5.1 第一课时 认知十二烷基磺酸钠
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5.1.1 SDS 分子式和结构式
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5.1.2 SDS 表面积与体积
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5.1.3 SDS 前线轨道和静电势
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5.1.4.1 实验红外光谱
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5.1.4.2 模拟红外光谱
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5.2.1 课件
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5.2.2 视频
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5.2.3 数据处理
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5.2.4 讨论
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5.4 课件
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5.5 视频
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5.6 数据处理
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5.7 讨论
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5.9 课件
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5.10 视频
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5.11 讨论
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5.13 课件
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5.14 视频
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5.15 讨论
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