Kiehtovaa kemiaa tietokoneella

Mallinnusohjelmat

Seuraavassa esitellään muutamia molekyylimallinnusohjelmia, joilla on mahdollista tehdä yksinkertaisia molekyylimallinnuksen (ts. laskennallisen kemian) tehtäviä kemistien tapaan.

Sivun lopussa on myös esitetty muutamia helppoja molekyylien piirtämiseen ja visualisointiin tarkoitettuja ohjelmia, joista osa on ilmaisia.

  • HyperChem Lite (www.hyper.com) on helppokäyttöinen, joustava molekyylimallinnusohjelma, jolla voi havainnollistaa, analysoida ja simuloida molekyylejä, ja joka soveltuu käytettäväksi koulussa. HyperChem Litessä voi molekyylejä rakentaa itse valiten atomit suoraan jaksollisesta järjestelmästä ja esittää valmiit molekyylit mm. tikkuina tai palloina. Molekyylin rakenteen voi optimoida ja laskea sen energian joko voimakenttä- tai semiempiirisillä kvanttikemian menetelmillä. Kvanttikemian menetelmät tarjoavat mahdollisuuden tutkia elektronisia ominaisuuksia kuten molekyyliorbitaaleja. Ohjelman voi ostaa suoraan verkosta ladattavaksi luottokortilla noin 50 eurolla.

  • Spartan (www.wavefun.com) on Wavefunction Inc.:n ohjelma kevyeen molekyylimallinnukseen PC:lle tai Mac:lle. Se soveltuu erityisen hyvin sekä orgaanisille että epäorgaanisille yhdisteille. Spartania voi käyttää molekyylien energioiden ja optimirakenteiden määrittämiseen sekä värähdysspektrien esittämiseen ja molekyylin siirtymätilojen määrittämiseen. Spartanilla on mahdollista havainnollistaa mm. molekyylien orbitaaleja, sidosten värähtelyjä, ja elektrostaattista potentiaalia. Spartaniin löytyy pari englanninkielistä työkirjaa: The Molecular Modeling Workbook for Organic Chemistry ja A Laboratory Book of Computational Organic Chemistry. Lisätietoa Spartanin eri hintaisista lisensseistä on ohjelman kotisivulla.

  • CAChe (www.cachesoftware.com/cache) tarjoaa helpon tietokoneavusteisen molekyylimallinnusohjelman PC tai MAC ympäristöön. Ohjelmalla voi rakentaa erilaisia orgaanisia ja epäorgaanisia molekyylejä, havainnollistaa 3D rakenteita ja tutkia niiden ominaisuuksia. CAChen avulla voidaan tutkia reaktioita kuten reagoivien aineiden siirtymätiloja sekä havainnollistaa molekyylien UV-VIS ja IR spektrejä. CAChe-ohjelmaan on tekeillä tehtävävalikoima verkossa, jossa eri laskennan vaiheet on selostettu yksityiskohtaisesti. Tehtävät soveltuvat hyvin opetuskäyttöön. Ohjelmasta saa ilmaisen demoversion CAChen kotisivulta tai voi tilata ilmaisen demoversion CD:llä, jota voi testata yhden kuukauden ajan ennen ostopäätöksen tekemistä. CAChesta on saatavilla hieman toisistaan poikkeavia ohjelmapaketteja riippuen kuinka laajan työkaluvalikoiman haluaa käyttöönsä.

  • Materials Studio (www.accelrys.com/mstudio) on PC:lle kehitetty molekyylien mallinnusohjelma "ammattilaispiireissä" käytetystä cerius2-ohjelmasta. Materials Studio koostuu erilaisista erikseen ostettavista moduleista, joiden hinta vaihtelee. Materials Studion peruspaketti sisältää Materials Visualizerin, jolla on mahdollista tehdä ja käsitellä sekä orgaanisia että epäorgaanisia molekyylejä, polymeerejä, pintoja ja amorfisia materiaaleja. Materials Studiosta on mahdollista saada ilmainen demoversio kokeiltavaksi ohjelman kotisivuilta.

Muita kivoja ohjelmia molekyylien visualisointiin ja piirtämiseen: