Chemdraw 绘制分子的homo lomo轨道
Gaussian软件绘制苯分子轨道实验报告
西南大学化学化工学院物理化学实验报告实验名称_____ 苯分子轨道和电子结构________ _____ 级_________________ 班姓名_学号__________________ 同组人 __________ 指导老师_________________ 实验日期_____________________ 年_____ 月日实验环境室温_C 大气压_ mmHg 仪器型号__________________________________H rs= /rg H © dt, Srs= r?T (|)$dt (1-4). 进一步的近似假定(1) H rr= a (r=1,2,N),称之为库伦积分 (2) H rs= 对应于原子r 和s 邻近，否 则=0 (3)B 称为共振积分S rr=0(r 制S 为忽略重叠近似进一步做变换，X = (a -E) /-x10 … 1 X1 --■云oo 0由上述方程通过求X 得N 个E 子轨道组合系数Cik 及屮i 苯环的分子轨道计算(a - E)卩P (a-£) 0…0 ' 0 0■巧Cy Xi ■■=0 0 00…(仇- ■ 」做上述处理后久期方程可化为(1-5)苯分子骨架图值并回代到久期方程，再结合归化条件得分B,式1-5 )的非零解方程化为©1、©2 、© 3 、© 4、© 5、© 6是苯环6个n电子的原子轨道波函数，根据分子轨道法，每个n电子的轨道波函数，可表示为：W=C 1 © l+C 2 © 2+C 3 © 3+C 4 © 4+C 5 © 5+C 6 © 6 ( 2-1 )轨道系数方程(a-i)q+p^+p^=0 pq 4 血—决+ 随-0 or 出+(a-**也二() 匡+(a-硏+随二0 由 +(ot -£% + 舱二0Pq +址(cc崔屁=0xq +q +幺=0q 二q+xg 二()g+xqp 二 0q+xg 十 q=0$+$+机二0(2-2)X1000r1X100001X100=0 001X10 0001X110□01JC j久期方程(2-3)展开行列式X 6 - 6 X 4 + 9 X 2- 4=0X 的六个解 X 1=-2 ； X 2, X 3=-1 ； X 4, X 5=1 , X 6=2分子轨道能量分子轨道系数：将每一轨道能量值或X值代入（2-2 ）并结合诡归一化条件，可以求出相应分子轨道的组成系数，例如，对于X=2时（2-2 ）式具体形式为2q+q+q=0 q +N+G =0+屯+q =0 Cg + +牛—0 C4+2Q+C5=O q+牛+乙二0(2-5 )可解得 C 1 = C 2= C 3= C 4= C 5= C 6结合归一化条件得轨道波函数为屮t聊馮=丿6r=](2-6) (2-4 )去掉第一个方程，将C1移到等号右边能量分子轨道州=斗（弔斗％+第+羽埋+<ft>£=忧吗3E-. =ot+P业二而（甜+业-魁-却，-硝+毗）側=缶佩丰厲一鑒一晞）W =缶（珂_笔-号亠吗_号一羽）吐二法血 7 于电％十曙一砒〉毘二口―2p丨实验相关软件Gaussia n 98 程序包Gaussian图形查看程序Gview2实验步骤（1）构建分子结构（2）编写输入文件（3）结果查看，数据统计（4）同样的方法研究丁二烯的分子轨道和电子结构数据记录与处理一、苯分子(1 )苯的六个轨道形状和能量(2 )苯分子中离域n键的键长1.3840(3)苯分子中碳原子和氢原子的电荷C -0.239313H 0.239313二、丁二烯分子(1 ) 丁二烯分子的n轨道形状和能量(2 ) 丁二烯分子中离域n键的键长C=C 1.320C-C 1.470(3 )丁二烯分子中碳原子和氢原子的电荷1 C -0.4118922 C -0.2467303 C -0.2467304 C -0.4118925 H 0.2109456 H 0.2170487 H 0.2306298 H 0.2306299 H 0.21704810 H 0.210945实验讨论(1)什么是离域n键？离域n键：形成n键的电子不局限于两个原子的区域，而是在参加成键的多个原子形成的分子骨架中运动，这种由多个原子形成的n型化学键称为离域n键(2)什么是共轭效应？共轭效应：形成离域n键，增加了n电子的活动范围，使分子具有特殊的物理化学性质，这种效应称为共轭效应(3)写出苯的HMO列式方程，并由此计算出相应的 6个分子轨道波函数.(4 ) 写出丁二烯的HMO列式方程，并由此计算出相应的 4个分子轨道波函数选择：1、基态苯分子总共有D个占据轨道。
实验2-分子轨道绘制
4. 分析苯的分子轨道图，找出所有的 π 键并给出相应解释说明。 六、思考题 1. GaussView 绘制的分子轨道图中，红色和绿色分别代表的意义是什么？不同原 子对分子轨道贡献的大小由什么来判断？ 2. 在化学反应中，如何应用前线轨道理论来解释反应的可行性？ 3. 当一个化合物或单质分子作为不同角色，如电子受体或电子给体，参与反应 时，需要考查的分子轨道有何不同？为什么？
Dummies
View→Dummies 显示或隐去虚原子
Labels
View→Labels
显示或隐去原子编号
Symbols
View→Symbols
显示或隐去原子类型
Bonds Synthronize
View→Bonds View→Synthronize
调节是否显示键 同时对不同窗口中的分子模型 进行操作
Crystal Editor Edit→PBC
创建和修改周期性结构的晶包
MO Editor Symmetrize Rebond
Edit→MOs Edit→Symmetrize Edit→Rebond
Clean
Edit→Clean
查看和生成分子轨道的三维图 对当前分子应用点群对称性 重新指定两原子成键的距离标 度 基于分子力学水平对分子结构 进行调整
图 2. 分子轨道编辑器中生成分子轨道三维图的 Visualize 面板
选定好所要做的分子轨道后，点击右下角的图标 分子轨道的三维图像，如下图所示：
，即可生成所选的
轨道 7 右边的方框显示红色，表示当前窗口中显示的分子轨道。如果想查看其它 生成的分子轨道，可用鼠标左键单击相应轨道右边的方框，当方框变为红色时， 表示当前窗口中显示的分子轨道即为选定轨道。分子轨道的显示方式有三种，即 单击鼠标右键，选择 Display Format 后，出现如下界面：
h2的homo和lumo轨道
h2的homo和lumo轨道HOMO 和LUMO，即最高占据分子轨道（Highest Occupied Molecular Orbital）和最低未占据分子轨道（Lowest Unoccupied Molecular Orbital），是量子化学中关于分子电子结构的重要概念。
HOMO 是所有电子都完全填充的分子轨道，而LUMO 是最接近分子轨道能级的，但尚未被填充的分子轨道。
在化学反应中，HOMO 和LUMO 起着重要的作用。
当发生化学反应时，电子从HOMO 轨道向LUMO 轨道进行转移，从而形成新的化学键。
因此，了解分子的HOMO 和LUMO 轨道分布可以帮助我们理解化学反应的本质。
HOMO 轨道通常具有较高的能量，电子密度较高且局域化在分子的一部分。
这是因为分子的结构以及分子中电子的排布决定了HOMO 能级的位置。
简单的分子通常只具有一个HOMO 轨道，而对于复杂的分子，可能会有多个HOMO 轨道。
在一些有机化学反应中，HOMO 轨道上的电子可以参与施加或释放一个电子的过程，促进化学反应的进行。
与HOMO 相反，LUMO 轨道通常具有较低的能量，电子密度较低且扩散在整个分子上。
LUMO 轨道往往与新化学键的形成有关。
当两个分子接近时，其LUMO 轨道重叠，电子可以从一个分子的LUMO 轨道跃迁到另一个分子的LUMO 轨道，从而形成新的化学键。
这种电子跃迁的过程可以通过反应的能垒来描述。
除了HOMO 和LUMO，还有一些其他的分子轨道，如次HOMO（HOMO-1）、次LUMO（LUMO+1）等。
HOMO-1 轨道通常具有较高的能量，并靠近HOMO 能级，而LUMO+1 轨道较低且接近LUMO 能级。
这些轨道也能够参与化学反应，并对反应的性质产生影响。
通过研究这些轨道，我们可以更深入地了解分子的电子结构和反应机理。
HOMO 和LUMO 轨道的能级差异，即能带宽度，对分子的化学性质具有重要影响。
能带宽度的大小决定了分子的电荷传输性质以及光电性质。
chemdraw09 Chem3D使用简介
80
自由基为开壳层
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选择分子表面后， 选择分子表面后，进行优化
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优化很快结束
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查看分子总电荷密度
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选择自旋密度
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显示表面
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直接查看自旋密度
88
89
90
Байду номын сангаас1
® ChemDraw
Chemical Structure Drawing Standard
第九部分 Chem3D使用简介 使用简介
9.1 利用键工具建立模型 9.2 利用 利用Replacement Text建立模型 建立模型 9.3 检查结构能量 9.4 ChemDraw和Chem3D信息转换 和 信息转换 9.5 分子轨道 分子轨道(HOMO及LUMO) 及 9.6 在分子表面绘制性能图
使用子结构建立模型
49
子结构模型库
50
选择所需的子结构， 选择所需的子结构，然后复制
51
粘贴复制结果
52
在子结构上进行编辑
53
9.3 检查结构能量
54
模型旋转
对位交叉
55
总能量计算
56
计算结果
空间位阻能： 空间位阻能：0.977kcal/mol
57
模型的二面角数据
58
数据与模型对应
59
显示原子符号及序号
60
按动旋转
数据相应改变
61
对位重叠
62
计算结果
空间位阻能： 空间位阻能：3.906kcal/mol
63
9.4 ChemDraw和Chem3D信息转换 和 信息转换
ChemDraw中 中 画出的分子结构 复制粘贴到Chem3D中 中 复制粘贴到
Chem3D使用教程
9
带状模型常用于生物分子
10
代表用红蓝两种色彩的立体显示
代表用深色显示模型，就是对于模型的部分 按观察者的角度不同着色 代表显示两个立体结构完全相同的模型
代表模拟现实的角度观察模型，使模型更 接近真实 代表显示模型的时候将后面的部分以阴影 形式表示，这样模型的立体感更强。
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(4) 检查结构能量
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模型旋转
对位交叉
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总能量计算
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计算结果
空间位阻能：0.977kcal/mol
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模型的二面角数据
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数据与模型对应
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显示原子符号及序号
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按动旋转
数据相应改变
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(5) 分子轨道(HOMO及LUMO) 首先用 双键 画出乙 烯分子
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建立1，2-双甲基环戊烷模型
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整理结构
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建立Ibuprofen(布洛芬)模型
H3C
CH3 CH CH2
COOH CH CH3
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建立十肽菌素模型
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建立十二丙氨酸醇分子模型
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改变显示方式
模型类型窗口：
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设为线状模型
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设为带状模型
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-螺旋模型
19
光标位于原子上， 自动显示原子信息
模型结构信息
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工具栏显示原子的符号和标号
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光标位于键上， 自动显示键信息
homo和lumo轨道 计算
homo和lumo轨道计算
HOMO和LUMO是分子轨道理论中的两个重要概念，可以用
来描述分子中电子的能量和分布。
HOMO（Highest Occupied Molecular Orbital）表示最高占据分
子轨道，即能量最低的、被电子填充的分子轨道。
它通常具有较高的电子密度，可以用于描述分子中电子的移动和反应。
LUMO（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）表示最低未占
据分子轨道，即能量最高的、未被电子填充的分子轨道。
LUMO通常具有较低的电子密度，可以用于描述分子与其他
物质的化学反应。
针对一个分子，计算HOMO和LUMO可以通过量子化学计算方法来实现，其中最常用的是密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT）和分子轨道理论（Molecular Orbital Theory）。
这些计算方法可以通过计算分子的分子轨道能级和
电子密度得到HOMO和LUMO轨道的能量和分布。
要进行HOMO和LUMO的计算，需要使用量子化学计算软件，例如Gaussian、VASP、ORCA等。
入口部分的基础计算步骤
包括构建分子几何结构、选择合适的方法和基组进行计算，并输出能量和分子轨道信息。
根据计算结果，可以得到HOMO
和LUMO的能量和电子分布。
总结起来，计算HOMO和LUMO轨道需要进行量子化学计算，通过相应的软件和方法得出能量和分布信息。
ChemDraw教程(很全)
单瓣型轨道
dz2-轨道
s-轨道 杂化轨道
p-轨道
s-轨道的绘制
选择轨道
定位原子
点击或 向外按动
单瓣型轨道的绘制
选择轨道
定位原子
点击或 向外按动
p-轨道及杂化轨道的绘制
选择轨道
定位原子
点击或 向外按动
环正、负电荷
5.2 化学符号 孤对电子
H-点
一般正、负电荷
H-划 自由基 阴、阳离子
H-点：表示沿Z轴向平面外伸出的氢 H-划：表示沿Z轴向平面里进入的氢
四、Fischer葡萄糖结构图 建立与五连键垂直的水平键
四、Fischer葡萄糖结构图 在原子上定位建立标记
五、透视图形
CH2OH
O OH
OH
OH
OH
五、透视图形
旋转指示箭头
选择环己烷
旋转环己烷
在原子上定位建立标记
五、透视图形
按Alt键，任意键长
添加垂直键
五、透视图形
选择套索工具，阴影右下脚按Shift键
一、反应方程式 依次输入文本信息
一、反应方程式 选择阴影框
将反应方程式全部罩上
二、绘制中间体结构
O OH
二、绘制中间体结构 选择环己烷以建立六员环模型
选择橡皮，擦去六员环一部
二、绘制中间体结构
选择单键定位
连续单击生成新的单键 单击单键中央，生成双键
二、绘制中间体结构 在原子上定位建立标记
ChemDraw 起始界面
常用术语
点位：移动鼠标直到鼠标的光标放到所要进行操作的位置， 如果选择的位置在图形结构中的键、原子、线等的上面， 一般出现黑方块，称之为光标块，选择块或操作块。
化工实验设计与化工数据处理 第3章 ChemDraw03高级使用及Chem3D连用
分子式 精确质量 分子量 质谱分析 元素分析
结果粘贴 分析结果窗口
两位小数 质谱图
结果粘贴
二. 化合物结构与命名
将结构转化成名称
将名称转化成结构
三. 1HNMR预测
1HNMR预测
1HNMR位移
1HNMR预测结果
Protocol of the H-1 NMR Prediction:
预测结果
四. 13Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱMR预测
13CNMR预测
13CNMR位移
部分预测结果
五. 轨道绘制
H C
HC C
H
H C
CH C
H
s-轨道 单瓣型轨道
d-轨道 dz2-轨道
s-轨道
杂化轨道
p-轨道
s-轨道的绘制
选择轨道
定位原子
点击或 向外按动
单瓣型轨道的绘制
选择轨道
定位原子
点击或 向外按动
p-轨道及杂化轨道的绘制
Node Shift Base + Inc. Comment (ppm rel. to TMS)
CH2 3.12
CH2 3.71
CH 7.06 CH 7.14 CH 7.07 CH 7.14 CH 7.06 CH3 3.76
H 5.97
H 7.12
1.37 0.63 1.12 1.37 1.22 1.12 7.26 -0.20 7.26 -0.12 7.26 -0.19 7.26 -0.12 7.26 -0.20 0.86 2.90 5.25 0.80 -0.08 5.25 1.18 0.69
methylene 1 alpha -C=C 1 alpha -C(=O)-C methylene 1 alpha -1:C*C*C*C*C*C*1 1 alpha -C(=O)-C 1-benzene 1 -C 1-benzene 1 -C 1-benzene 1 -C 1-benzene 1 -C 1-benzene 1 -C methyl 1 alpha -OC(=O)-C=C 1-ethylene 1 -C(=O)O-R gem 1 -CC=O cis 1-ethylene 1 -C(=O)O-R cis 1 -CC=O gem
ChemDraw教程很全
命令
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24
第一部分 ChemDraw简介
文档设置 页面规划
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第一部分 ChemDraw简介
页眉页脚
26
第一部分 ChemDraw简介
绘图
27
第一部分 ChemDraw简介
标题
ChemDraw V7.0 Times New Roma字体 ChemDraw V7.0 Arial字体
一、反应方程式
定位 单击生成一单键
再定位 连续单击生成三单键
定位
双击后输入OH
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第一部分 ChemDraw简介
一、反应方程式
用套索或蓬罩进行部分选择
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第一部分 ChemDraw简介
一、反应方程式
按Ctrl键
拖动复制
生成独立的两个分子 45
第一部分 ChemDraw简介
一、反应方程式
选择反应箭头
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第一部分 ChemDraw简介
5 DARC-F1 (*.fld)——Questel DARC系统中存储结构的原本文件 格式
6 DARC-F1 Query(*.flq)——Questel DARC系统中存储查询的原本 文件格式
7 ISIS Reaction(*.rxn)——MDL开发的格式，用于存储元素反应信息 8 ISIS Sketch(*.skc)——在Windows或Macintosh环境下，存储并传输
模板工具
己糖模板工具
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第一部分 ChemDraw简介
模板工具
苯环模板工具
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第一部分 ChemDraw简介
模板工具
Chemdraw绘制分子的homolomo轨道
Chemdraw绘制分子的homolomo轨道ChemBio 3D如何绘制分子轨道作为一款专业的三维分子结构演示软件，ChemBio 3D具有制作结构，立体旋转，读取ChemDraw结构等功能。
而分子轨道理论中的最高占有（HOMO）和最低空轨道（LUMO）在分子反应中也有着重大意义，本实例将以含有双键的最简单分子乙烯来测试双键的反应活性。
1. 基本概念波函数（wave function）：在量子力学中，粒子的状态用波函数（满足特定条件的函数）来描述，波函数本身没有明确的物理意义，但波函数的平方描述了粒子在特定区域出现的概率。
波函数能够通过求解薛定谔方程得到，理论上，当确定了一个研究对象的波函数后，就能够获得研究对象的所有性质。
原子轨道（atomic orbitals）：原子轨道是指原子中电子的所有可能运动状态，对于单电子原子体系（也就是氢原子），我们能够精确求解薛定谔方程得到一系列正交化的波函数（也就是原子轨道）。
在杂化轨道理论中，原子之间的成键过程被理解为在一定规则下原子轨道的有效重叠，而形成的分子中，电子是被定域在原子周围的。
分子轨道（molecular orbitals）：分子轨道是指分子中电子的所有可能运动状态，在分子轨道理论中，分子中的电子被设想为离域在整个分子体系中。
分子轨道波函数通常被表示为组成分子的所有原子的原子轨道的线性组合，能够通过近似求解薛定谔方程得到。
前线轨道（frontier orbitals）：前线轨道理论认为，在一个分子的所有分子轨道中，能量最高的占据轨道（HOMO）和能量最低的非占据轨道（LUMO）对分子的反应和性质起着决定性的作用（图1），这些轨道也被统称为前线轨道（也包括SOMO轨道，指的是单电子占据轨道）。
对大多数化学反应而言，在满足分子轨道对称性的条件下，反应在一个反应物的HOMO与另一反应物的LUMO能够产生最大重叠位置及方向上发生。
图1. 分子的HOMO和LUMO轨道2. 生成分子轨道的方法以上的理论表明：对分子轨道具体信息（包括分子轨道能量和分子轨道形状）的了解有助于我们对分子反应性和其他分子性质的了解, 而其中尤其重要的就是分子的HOMO和LUMO轨道。
homo和lomo能级间的能量差
homo和lomo能级间的能量差文章标题：理解homo和lumo能级之间的能量差摘要：本文将深入探讨化学领域中两个重要概念——homo（Highest Occupied Molecular Orbital，最高占据分子轨道）和lumo （Lowest Unoccupied Molecular Orbital，最低未占据分子轨道）之间的能量差。
我们将从这两个能级的定义、性质以及它们在化学反应和光电领域中的重要性等方面进行全面分析，旨在帮助读者更好地理解和应用这一概念。
一、homo和lumo能级的定义和性质1. 定义：homo是分子内能量最高的被占据的分子轨道，lumo是分子内能量最低的未占据的分子轨道。
2. 能量差：homo和lumo之间的能量差被称为HOMO-LUMO能隙，代表了分子的电子结构和电子转移能力。
3. 分子轨道图：通过分子轨道图可以直观地理解homo和lumo能级的分布和能量差。
二、homo和lumo在化学反应中的作用1. 反应特征：homo和lumo能级是化学反应中电子转移的关键，homo上的电子可以向lumo跃迁。
2. 电子亲和性：homo能级的高低决定了分子的电子亲和性，即吸收或释放电子的能力。
3. 电子给体和受体：homo能级高的分子在反应中往往是电子给体，而lumo能级低的分子往往是电子受体。
三、homo和lumo在光电领域中的重要性1. 光谱学研究：homo和lumo能级差决定了分子的吸收和发射光谱，对于分析物质的结构和性质具有重要意义。
2. 光电转换器件：homo和lumo能级的调控可以改变光电转换器件的性能，例如太阳能电池、光电探测器等。
3. 荧光材料设计：通过调整homo和lumo能级差，可以设计出具有特定发光性质的荧光材料。
总结与回顾：通过本文的介绍，我们了解到homo和lumo能级在化学和光电领域中的重要性和应用。
从能级定义和性质出发，我们深入探讨了它们在化学反应和光电领域中的作用，以及对于分子结构、光谱学研究和光电器件设计的重要性。
chemdraw05 轨道、符号、箭头、弧等
20
5.4 绘图元素及基元
圆基元工具 基本线形 图形工具
椭圆基元工具
基本方框 图形工具
21
括号工具
短键工具
22
灰圆工具(上 和空心 轨道工具(下 建立的分子结构 和空心s-轨道工具 灰圆工具 上)和空心 轨道工具 下)建立的分子结构
23
线工具绘制的 交叉线是相交的
实键工具绘制的 交叉线是不相交的
1
∗
树脂(组合化学 树脂 组合化学) 组合化学
12
5.3 箭头
箭头工具
13
普通箭头 粗体箭头 虚箭头 上半箭头 下半箭头 双头箭头
14
空心箭头 后开口空心箭头
全头曲箭头
半头曲箭头
平衡箭头
15
箭头的绘制
定位
按动
16
箭头的选择
旋转按钮
17
H O CH R CH2 CH2 CH2 R O CH
p-轨道 轨道
杂化轨道
4
s-轨道的绘制 轨道的绘制
选择轨道
定位原子
点击或 向外按动
5
单瓣型轨道的绘制 单瓣型轨道的绘制
选择轨道
定位原子
点击或 向外按动
6
p-轨道及杂化轨道的绘制 轨道及杂化轨道的绘制
选择轨道
定位原子
点击或 向外按动
7
5.2 化学符号
环正、 环正、负电荷 孤对电子 H-点 点
H-划 划 自由基 一般正、 一般正、负电荷 阴、阳离子
34
5.7 TLC工具 工具(ChemDraw 8.0) 工具
TLC工具按钮 工具按钮
35
溶剂前沿
样品点 起点
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加宽点 显示Rf值 显示
ChemBioDraw教程：绘制σ-轨道
ChemBioDraw教程：绘制σ-轨道
轨道工具主要用于绘制化学结构作图中的轨道，是较为常用的化学图形。
ChemDraw软件能够快捷高效地进行化学结构图形的绘制和编辑，提高用户的绘图效率。
本教程将以σ-轨道的绘制向大家讲解ChemBioDraw绘制轨道的具体方法。
ChemBioDraw软件绘制一个σ-轨道的具体步骤如下：
（1）选择“Orbitals（轨道）”工具箱中第一行前三种的任意一种，如下图所示：
σ-轨道工具栏
（2）在绘制窗口定位一个以其为轨道中心的原子。
（3）沿着轨道的x轴向外按动，即可绘制出一个σ-轨道。
如下图所示：
σ-轨道示例图
通过上述教程，相信大家已经学会使用ChemBioDraw绘制一个σ-轨道的具体方法。
熟练地使用ChemBioDraw汉化版的轨道工具可以帮助用户提高绘图效率，节省工作时间。
想要了解ChemBioDraw绘制轨道工具的更多教程和ChemBioDraw使用技巧请访问中文官网。
homo lumo测试方法 -回复
homo lumo测试方法-回复"Homo LUMO测试方法"引言：Homo LUMO测试方法是一种用于研究和预测化学物质分子的电子结构特性的方法。
该方法通过计算分子中最高占据分子轨道（Homo）和最低未占据分子轨道（LUMO）之间的能量差来评估分子的反应活性和化学性质。
本文将详细介绍关于Homo LUMO测试方法的原理、计算步骤和应用。
一、原理：Homo和LUMO是量子力学中分子轨道理论的基本概念。
Homo是最高占据分子轨道，代表了分子中最稳定的电子，而LUMO则是最低未占据分子轨道，代表了分子中最容易发生电子转移的位置。
Homo LUMO 能量差越小，说明分子的化学反应性越活跃。
因此，通过计算Homo和LUMO能量差，可以获得分子的反应活性和化学性质的信息。
二、计算步骤：1. 选择合适的计算方法：Homo LUMO能量差可以通过计算量子力学方法，如密度泛函理论（DFT）来获得。
在进行计算之前，需要选择适当的计算方法和基组，以确保能够获得准确的结果。
2. 准备分子结构：将分子的几何结构进行优化，使其达到能量最低点。
可以使用分子力学或量子力学方法进行优化，以获得最稳定的几何构型。
3. 电子结构计算：使用所选的计算方法和基组，对优化后的分子结构进行电子结构计算。
这将包括计算分子的轨道能量和电子密度等关键性质。
4. 确定Homo和LUMO能量：通过分析计算得到的结果，确定Homo 和LUMO能量。
Homo对应的能量为分子中最高占据轨道的能量，而LUMO对应的能量为最低未占据轨道的能量。
5. 计算Homo LUMO能量差：通过计算Homo和LUMO能量之间的差异，获得Homo LUMO能量差。
一般来说，能量差越小，说明分子的化学反应性越活跃。
三、应用：Homo LUMO能量差是一项重要的理论工具，被广泛应用于化学领域的研究中。
以下是该方法的几个主要应用：1. 化学反应性预测：通过计算Homo LUMO能量差，可以预测分子参与的化学反应类型和反应速率。
homo和lomo轨道和费米能级异质结
Homo和lomo轨道和费米能级异质结一、背景介绍1.1 Homo和lomo轨道异质结在半导体器件中，异质结是指将两种不同材料的晶格相接，形成一个界面的结构。
而在异质结中，轨道和费米能级的特性对器件的性能起着重要作用。
Homo和lomo轨道异质结是指两种半导体材料的能带轨道在异质结中相结合的情况。
1.2 费米能级费米能级是指在固体中，对电子占据状态的一种描述。
费米能级决定着固体中电子的运动和输运特性，是固体中电子性质的重要参数。
二、Homo和lomo轨道异质结的物理特性2.1 Homo轨道异质结当两种半导体的晶格常数相等时，形成了Homo轨道异质结。
这种异质结中，费米能级的调节实际上是限制在一个层面上的，由于两种半导体的晶格常数相等，电子在异质结中的传输受到限制，容易形成电子的阱障和电荷积聚现象。
2.2 Lomo轨道异质结相反，当两种半导体的晶格常数不相等时，形成了Lomo轨道异质结。
在这种异质结中，由于晶格的不匹配，费米能级的调节范围更广，使得电子在异质结中的输运特性更优越，减少了电子的阱障和电荷积聚现象，有利于器件的性能提升。
三、Homo和lomo轨道异质结在器件中的应用3.1 光电器件在光电器件中，Homo轨道异质结和lomo轨道异质结都有着重要的应用。
通过调控费米能级和轨道结合方式，可以实现光电器件中光电转换效率的提升，提高器件的响应速度和灵敏度。
3.2 光伏器件在光伏器件中，Homo轨道异质结和lomo轨道异质结也可以发挥重要作用。
通过合理设计异质结的结构，可以调节器件的光谱响应特性，提高光伏器件的光电转换效率和稳定性，增加器件的输出功率。
3.3 半导体激光器在半导体激光器中，Homo轨道异质结和lomo轨道异质结同样具有重要意义。
通过优化异质结的能带结构和轨道匹配方式，可以实现激光器中的高效能量转换和频率调制，提高激光器的输出功率和频率稳定性。
四、结论Homo轨道异质结和lomo轨道异质结作为半导体器件中的重要结构之一，对器件的性能有着重要影响。
前线分子轨道理论HOMO及LUMO的画法
前线分子轨道理论HOMO及LUMO的画法HOMO:分子轨道中的最高已占轨道，顾名思义，这轨道里面是有电子的。
LUMO：分子轨道中的最低空轨道，这里面没有填充电子，在所有的空轨道中是能量最低的。
如何画出发生周环反应的分子的HOMO以及LUMO呢。
以乙烯为例：
1、要知道乙烯分子中的π电子数：π=2
2、有几个π电子，会组合成相应的轨道数。
故，这里会有两个轨道。
节点分别为1和0；节点数越高能量越大。
第一个轨道，在该轨道中可看到，两个P电子肩并肩重叠可形成π键，两P电子的波相相同。
第二个轨道，在该轨道中，两个P电子波相相反，中间存在节面，不能成键。
第一个轨道，是成键轨道中能量最高的，即我们所谓的HOMO。
第二个轨道，即最低未占轨道，LUMO（需要指出的是，上面虽然画出了两个P 电子，但在这里仅仅是用于指出该轨道中的两个电子应该存在的状态如此，并非指此时里面就有两个电子）
如果用电子来表示，就是这样：
在画此类轨道图时，把握住一个原则，即轨道数从1往上，其节点数从0开始增加。
如上图，第一个轨道无节点，第二个轨道有一个节点，如果有第三个轨道，则有2个节点，以此类推。
根据此原则，我们也可以画出1，3-丁二烯的π电子分子轨道位相图，如下：
遵循波粒二象性中的粒子质量守恒原子轨道个数=分子轨道个数
第二个轨道为HOMO，第三个轨道为LUMO。
chemdraw的使用方法
chemdraw的使用方法ChemDraw是一款专业的化学绘图软件，广泛应用于化学领域的科研、教学和工业生产等方面。
它可以帮助化学工作者快速、准确地绘制化学结构式、反应机理图、分子轨道图等。
本文将介绍ChemDraw的基本使用方法，帮助读者快速上手。
一、界面介绍打开ChemDraw软件后，我们首先会看到一个整洁的界面。
界面上方是菜单栏，包含了各种功能和操作选项；左侧是工具栏，提供了绘图所需的各种工具；右侧是属性栏，可以对所选对象进行属性设置；下方是状态栏，显示了当前操作的提示信息。
二、绘制化学结构式1. 绘制原子：在工具栏中选择“原子工具”，然后点击画布上的位置，即可绘制一个原子。
可以在属性栏中选择原子的元素类型、原子半径等属性。
2. 连接原子：选择“键工具”，然后点击一个原子，再点击另一个原子，即可连接两个原子，并自动添加键的类型。
也可以在属性栏中选择键的类型、键长等属性。
3. 添加功能团：在工具栏中选择“功能团工具”，然后点击画布上的位置，即可添加常见的化学功能团，如羟基、氨基等。
属性栏中可以设置功能团的类型和位置。
4. 调整布局：工具栏中的“移动工具”可以用来调整分子的布局。
点击一个原子或者键，然后拖动即可改变其位置。
也可以通过“自动布局”功能来自动调整分子的布局。
三、编辑和修改结构式1. 选择和移动：使用“选择工具”可以选择一个或多个对象，然后通过拖动来移动它们的位置。
也可以使用“复制”和“粘贴”功能来复制和粘贴结构式。
2. 删除和修改：选中一个对象后，按下“删除”键即可删除它。
也可以通过属性栏中的选项来修改对象的属性，如改变原子的元素类型、键的类型等。
3. 添加文本和标签：在工具栏中选择“文本工具”，然后点击画布上的位置，即可添加文本。
也可以在属性栏中设置文本的字体、大小等属性。
可以使用“标签工具”来添加化学结构的标签，如键长、键角等。
四、绘制反应机理图1. 绘制反应箭头：选择“箭头工具”，然后点击画布上的位置，即可绘制一个反应箭头。
实验2-分子轨道绘制
Results→Trajectory
显示 ADMP 和 BOMD 数据作
图结果
Optimization Results→Optimization 显示几何优化的结果
View File
Results→View File
查看结果的文本信息
表 3（续）. Windows 子菜单
图标 名称
路径
功能
All
Window→Molecule→All
Dummies
View→Dummies 显示或隐去虚原子
Labels
View→Labels
显示或隐去原子编号
Symbols
View→Symbols
显示或隐去原子类型
Bonds Synthronize
View→Bonds View→Synthronize
调节是否显示键 同时对不同窗口中的分子模型 进行操作
GaussView 的主要界面包括图 1-1 所示的两个窗口。上面的界面是程序的主 控制面板，包括菜单栏、各种工具和当前片段（Current Fragment）窗口。下面 的界面是正在创建分子的窗口。
图 1. GaussView 的主要窗口
GaussView 主控制面板主要分为三部分：（i）菜单栏和当前片段（Current Fragment）窗口；（ii）各种工具栏。默认状态下，这些工具栏是放在菜单栏下面 的，但是可以根据需要，把它们调出来（如图 1-2 所示）。当然也可以根据需要， 重新安排这些工具栏的位置；（iii）可以打开一个或多个分子可视化窗口。
表 3（续）. View 子菜单
图标
名称
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ路径
功能
Add View
View→Add View 打开一个独立的窗口
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ChemBio 3D如何绘制分子轨道
作为一款专业的三维分子结构演示软件，ChemBio 3D具有制作结构，立体旋转，读取ChemDraw结构等功能。
而分子轨道理论中的最高占有（HOMO）和最低空轨道（LUMO）在分子反应中也有着重大意义，本实例将以含有双键的最简单分子乙烯来测试双键的反应活性。
1. 基本概念
波函数（wave function）：在量子力学中，粒子的状态用波函数（满足特定条件的函数）来描述，波函数本身没有明确的物理意义，但波函数的平方描述了粒子在特定区域出现的概率。
波函数能够通过求解薛定谔方程得到，理论上，当确定了一个研究对象的波函数后，就能够获得研究对象的所有性质。
原子轨道（atomic orbitals）：原子轨道是指原子中电子的所有可能运动状态，对于单电子原子体系（也就是氢原子），我们能够精确求解薛定谔方程得到一系列正交化的波函数（也就是原子轨道）。
在杂化轨道理论中，原子之间的成键过程被理解为在一定规则下原子轨道的有效重叠，而形成的分子中，电子是被定域在原子周围的。
分子轨道（molecular orbitals）：分子轨道是指分子中电子的所有可能运动状态，在分子轨道理论中，分子中的电子被设想为离域在整个分子体系中。
分子轨道波函数通常被表示为组成分子的所有原子的原子轨道的线性组合，能够通过近似求解薛定谔方程得到。
前线轨道（frontier orbitals）：前线轨道理论认为，在一个分子的所有分子轨道中，能量最高的占据轨道（HOMO）和能量最低的非占据轨道（LUMO）对分子的反应和性质起着决定性的作用（图1），这些轨道也被统称为前线轨道（也包括SOMO轨道，指的是单电子占据轨道）。
对大多数化学反应而言，在满足分子轨道对称性的条件下，反应在一个反应物的HOMO与另一反应物的LUMO能够产生最大重叠位置及方向上发生。
图1. 分子的HOMO和LUMO轨道
2. 生成分子轨道的方法
以上的理论表明：对分子轨道具体信息（包括分子轨道能量和分子轨道形状）的了解有助于我们对分子反应性和其他分子性质的了解, 而其中尤其重要的就是
分子的HOMO和LUMO轨道。
为了生成分子轨道，我们需要首先求解分子体系的薛定谔方程。
实际上，求解薛定谔方程几乎是任何计算任务的先决步骤。
但通常情况下，输出文件并不会给出分子轨道的具体成分和相应的系数。
Chem3d可以计算有关分子轨道的具体信息，并能够可视化这些信息（也就是绘制分子轨道图）。
3 建模方法
1. 建立模型
（1）从File菜单中，选择New Model。
（2）在框中输入CH2CH2，并单击Enter键。
此时，一个乙烯分子被建立。
2. 成键轨道
（1）从Analyze菜单中，选择Extended Huckel Surfaces。
（2）从surface菜单的子菜单Molecular Surfaces中，选择Molecular Orbitals。
（3）在轨道列表框中，选择HOMO（N=6）。
（4）单击Show Surface按钮。
此时一个重叠键的模型出现，是p成键轨道，如下图
p成键轨道
3. 反键轨道
（1）在轨道列表框中，选择LUMO（N=7）。
（2）单击Show Surface按钮。
此时一个排斥键的模型出现，是p反键轨道，如下图。
p反键轨道
【说明】12个不同轨道中只有2个轨道是对双键有贡献的，其余10个代表s轨道的不同作用。
只有p轨道被涉及在HOMO和LUMO中。
由于HOMO和LUMO控制分子的反应活性，因而也可以说乙烯p轨道形成的键控制它的反应活性。
这也是一个特殊的规律：p轨道形成的键比s轨道形成的键活性要大。