天津师范大学 计算化学_课件
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计算化学ppt总结.doc
计算化学ppt总结,计算化学ppt总结,XXX月日,,1,计算模型,密度泛函（DensityFunctionals）采用泛函（以函数为变量的函数）对薛定谔方程进行求解。
由于此方法包含了电子相关，其计算结果要比HF方法好，计算速度也快。
,计算化学的方法主要有分子力学理论（MolecularMechanics)和电子结构理论（ElectronicStructureTheory),1.模型的建立,2.分子的稳定构形,3.分子的各种谱图,3.化学反应的机理,化学模型的应用,4.分子中的化学键,一、构建高斯的输入文件二、以图的形式显示高斯计算的结果,单点能计算是指对给定几何构型的分子的能量以及性质进行计算。
可用于：1.计算分子的基本信息2.分子构型优化前的检查3.由较低等级计算得到的优化结果上进行高精度的计算 4.计算条件下，体系只能进行单点计算5.单点能的计算可以再不同理论等级，采用不同基组进行,因为在自然情况下分子主要以能量最低的形式存在，故对分子性质的研究是从优化而不是单点能计算开始。
势能面：分子可能的结构所对应的能量值的图形。
能量最低的点叫全局最小点；势能面上某一区域内能量最小的点叫局域最小点，一般对应着可能存在的异构体；鞍点是势能面上在一个方向有极大值而在其他方向上有极小值的点，通常对应的都是过渡态。
寻找极小值：对于所有的极小值和鞍点，其能量的一阶导数(梯度)，都是零，这样的被称为稳定点。
自洽场（self-consisitentfield,SCF）:一种求解全同多粒子系的定态薛定谔方程的近似方法。
收敛标准：当计算出的两个能量值的差落在默认程序的标准之内时，程序就认为收敛达到，优化结束。
,1.红外和拉曼光谱（频率和强度）频率分析的计算要采用能量对原子位置的二阶导数 2.为难进行的优化计算力常数力常数是能量对坐标的导数 3.确认所优化构型的性质无虚频表明所得结构式具有极小值的构型，一个虚频表明优化得到的是过渡态，两个以上的虚频表明优化所得到的是高阶鞍点。
计算机化学PPT课件
1．选择“Display”菜单中的“Rendering”命 令；
2．选对话框中其中一种方法。共有六种： (1)Stick(棍模型)；(2)Balls(球模型)； (3)Ball and Cylinders(球棍模型)； (4)Overlapping Spheres(重叠球模型)； (5)Dot(点模型)；(6)Sticks & Dot(棍和点 模型)
第40页/共45页
量子 化学计算
• 方法选择 • 计算(几何优化和单点计算) • 性质计算
第41页/共45页
计算结果的显示
• 文本 • 图形
分子轨道图 静电势图 电荷密度图
第42页/共45页
光谱性质的模拟
振动及振动光谱
第43页/共45页
定量构效关系(QSAR)
• 结构描述符的计算 • 定量构效关系的建立 • 根据定量构效关系预测分子的性质 • 根据定量构效关系进行分子设计
• 3. 在Edit菜单选择Clear。 • 4. 在提示框中选择Yes 。
第37页/共45页
键长、键角或二面角的设置
• 键长的设置： • (1)选择化学键； • (2)选择“Build”菜单中的“Constrain Bond Length” 命令； • (3)输入所需的键长； • (4)单击“OK”。
• 可打开的如Chemoffice等程序建立的分子结构，文件类型有：Hin, ent, skc, yz, hdf, mol, zmt,ml2, chm
第30页/共45页
一、画原子及原子的性质
• 1. 打开Element Table对话框：在Build菜 单中选择Default Element，或者双击 Drawing工具。
第6页/共45页
2．选对话框中其中一种方法。共有六种： (1)Stick(棍模型)；(2)Balls(球模型)； (3)Ball and Cylinders(球棍模型)； (4)Overlapping Spheres(重叠球模型)； (5)Dot(点模型)；(6)Sticks & Dot(棍和点 模型)
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量子 化学计算
• 方法选择 • 计算(几何优化和单点计算) • 性质计算
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计算结果的显示
• 文本 • 图形
分子轨道图 静电势图 电荷密度图
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光谱性质的模拟
振动及振动光谱
第43页/共45页
定量构效关系(QSAR)
• 结构描述符的计算 • 定量构效关系的建立 • 根据定量构效关系预测分子的性质 • 根据定量构效关系进行分子设计
• 3. 在Edit菜单选择Clear。 • 4. 在提示框中选择Yes 。
第37页/共45页
键长、键角或二面角的设置
• 键长的设置： • (1)选择化学键； • (2)选择“Build”菜单中的“Constrain Bond Length” 命令； • (3)输入所需的键长； • (4)单击“OK”。
• 可打开的如Chemoffice等程序建立的分子结构，文件类型有：Hin, ent, skc, yz, hdf, mol, zmt,ml2, chm
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一、画原子及原子的性质
• 1. 打开Element Table对话框：在Build菜 单中选择Default Element，或者双击 Drawing工具。
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计算化学第一章ppt课件
2000年 第一届国际结构基因组会议 召开，美、英、法、德、加拿大、 荷兰、以色列、意大利、日本9个国 家开始结构基因组计划的合作； 2003年 Pengyu Ren和Jay W. Ponder提出了水的AMOEBA模型， 这是一种可极化的水的结构模型；
计算化学的历史和涉及
计算化学这一门边缘科学历史很 短，但涉及面很广， 在计算机方面包括——硬件 软件 语言 计算方法
三、
对计算机化学学科的认识 学科交叉天地宽
现状及前景
化学中可以直接转化为能有效地应
用计算机来解决的形式数学 (Formal mathematics) 的问题
还不多，绝大多数化学知识的信
息量大，又多是经验的和各种数
据类型相混杂的。
现状及前景
化学仍然是需要化学家的经验
和直觉的科学，它的这一特 性阻碍了用计算机解决化学
所以：计算化学是用 于化学研究的一种方 法学，是一种越来越 重要的工具。
计算化学的历史和涉及 1925年,Heisenberg发表了第 一篇量子力学的文章，一个 新的学科---“计算化学”诞 生了；
1933年,Bernal, J. D.和 Flowler, R. H提出了水的原 子模型;
1946年,Frank Westheiner完成了第一 次分子力学计算； 1959年,Kauzmann提出 疏水作用是稳定蛋白质结 构的主要作用的一种；
石油化工
生化
药物
有机合成
选矿
高温冶金
材料科学
什么是计算化学
计算化学在更广泛 的意义上又可称作 “计算机化学”。它 是化学、数学、计算 机科学等学科交叉的 新兴学科。
计算化学是化学的一个分支， 但不属于真正意义上的化学， 它是利用数学、统计学和计 算机科学的方法，进行化学、 化工的实验设计、数据与信 息的处理、分类、解析和预 测。
《计算化学的应用》课件
计算化学在材料科学中的运用有 助于预测新材料的性质和性能， 加速材料研发进程。
环境科学
计算化学在环境科学中的应用有 助于研究污染物在环境中的迁移 、转化和降解过程，为环境保护 提供支持。
2023
PART 05
总结与展望
REPORTING
总结
1 2 3
计算化学的发展历程
从早期的量子力学理论到现在的机器学习算法， 计算化学在理论和实践上都有了长足的进步。用》 ppt课件
2023
目录
• 计算化学简介 • 计算化学的基本原理 • 计算化学的应用实例 • 计算化学的未来展望 • 总结与展望
2023
PART 01
计算化学简介
REPORTING
计算化学的定义
01
计算化学是通过理论计算和计算 机模拟方法研究化学反应过程和 物质性质的科学。
蒙特卡洛方法
01
蒙特卡洛方法是一种基于概率统计的数值计算方法 ，通过随机抽样来求解数学问题。
02
在计算化学中，蒙特卡洛方法常用于模拟分子体系 的性质，如反应速率、化学平衡等。
03
蒙特卡洛方法的优点是能够处理复杂的系统，且对 计算机资源要求较低。
2023
PART 03
计算化学的应用实例
REPORTING
污染物毒性评估
通过计算模拟，可以对污染物的毒性进行评估，为环境健康风险评 估提供依据。
气候变化模拟
通过计算模拟，可以模拟气候变化对环境的影响，为应对气候变化 提供理论支持。
2023
PART 04
计算化学的未来展望
REPORTING
高性能计算的发展
超级计算机
随着技术的进步，超级计算机的 运算速度和存储能力不断提升， 为大规模计算化学模拟提供了强
环境科学
计算化学在环境科学中的应用有 助于研究污染物在环境中的迁移 、转化和降解过程，为环境保护 提供支持。
2023
PART 05
总结与展望
REPORTING
总结
1 2 3
计算化学的发展历程
从早期的量子力学理论到现在的机器学习算法， 计算化学在理论和实践上都有了长足的进步。用》 ppt课件
2023
目录
• 计算化学简介 • 计算化学的基本原理 • 计算化学的应用实例 • 计算化学的未来展望 • 总结与展望
2023
PART 01
计算化学简介
REPORTING
计算化学的定义
01
计算化学是通过理论计算和计算 机模拟方法研究化学反应过程和 物质性质的科学。
蒙特卡洛方法
01
蒙特卡洛方法是一种基于概率统计的数值计算方法 ，通过随机抽样来求解数学问题。
02
在计算化学中，蒙特卡洛方法常用于模拟分子体系 的性质，如反应速率、化学平衡等。
03
蒙特卡洛方法的优点是能够处理复杂的系统，且对 计算机资源要求较低。
2023
PART 03
计算化学的应用实例
REPORTING
污染物毒性评估
通过计算模拟，可以对污染物的毒性进行评估，为环境健康风险评 估提供依据。
气候变化模拟
通过计算模拟，可以模拟气候变化对环境的影响，为应对气候变化 提供理论支持。
2023
PART 04
计算化学的未来展望
REPORTING
高性能计算的发展
超级计算机
随着技术的进步，超级计算机的 运算速度和存储能力不断提升， 为大规模计算化学模拟提供了强
《化学计算方法总结》PPT课件
w1 g 样品加热，其质量变为 w2 g，则该样品的纯度(质量分数)
是( A )
A.84w321－w513w1
B.84w311w－1w2
C.73w321－w412w1
D.115w321－w81 4w1
六、极值法：
2．极值法 (1)极值法的含义 极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。 它是假设问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应 物或生成物的量值，进行判断分析，求得结果。故也称为极端假 设法。
1.写出各步反应的方程式，然后逐一递进 找出关系式；
四、关系式法：
46克金属钠在氧气中充分燃烧的淡黄色固体
粉末，该固体与足量水反应生成标准状况下 的解气：体2N体a积+△O是2 多= 少Na？2O2
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
关系式：4Na----2Na2O2------
n(NOa2)=46/2413=
体积为44.8L,则此混合气体中的CO2和CO的 物解质：的设量C各O是2的多物少质?的量为X ;
CO的物质的量为Y
44X + 28Y =7.2g X + Y = 44.8/22.4
X =0.1mol Y= 0.1mol 注意：有n个未知数必须列n个方程才能 解出未如知果数少。一个方程则只能求比值。
n(Cr)X(高价-低n(Pb)X(高价-低 价1).=0 mol×(6－价3))= n×(4－2)
得 n = 1.5 mol。
四、关系式法
实际化工生产中以及化学工作者进行科学研 究时，往往涉及到多步反应：从原料到产品可能 要经过若测干定步某反一应物；质的含量(酸碱中和滴定、
氧化还原滴定等)可能要经过若干步中间过 程。对于多步反应体系，依据若干化学反应 方程式，找出起始物质与最终物质的量的关 系，并据此列比例式进行计算求解方法，称 为“寻关找系式关”系法式。的方法，一般有以下两种：
《分析化学计算》课件
详细描述
紫外可见光谱法是利用物质对紫外-可见光的吸收特性进行定量和定性分析的方法。通过测量物质在特 定波长下的吸光度，可以确定物质的浓度、组成和结构等信息。该方法具有较高的灵敏度和准确性， 广泛应用于化学、生物、医学等领域。
原子吸收光谱法
总结词
基于原子能级跃迁过程中对特定波长光的吸 收进行定量分析的方法。
课程目标
01 02 03 04
掌握分析化学计算的基本概念、原理和方法，包括误差分析、数据处 理、滴定分析、光谱分析等。
学会运用数学软件进行化学计算，提高数据处理和科学计算能力。
了解分析化学计算在生产实践和科学研究中的应用，培养解决实际问 题的能力。
培养学生的逻辑思维和科学素养，提高分析和解决问题的能力。
02
分析化学计算基础
误差理论
误差的分类
系统误差、随机误差和过失误差
误差的表示方法
绝对误差、相对误差和标准误差
误差的传递
误差的加减运算和乘除运算
滴定分析法
01
02
03
滴定分析原理
通过滴定剂与被测组分的 化学反应，确定被测组分 的含量
滴定分析类型
酸碱滴定、络合滴定、氧 化还原滴定等
滴定分析计算
根据反应方程式和滴定数 据，计算被测组分的含量
详细描述
荧光光谱法是利用物质在激发光作用下发射 荧光进行定量和定性分析的方法。通过测量 物质在特定波长下的荧光光谱和荧光强度， 可以确定物质的浓度、组成和结构等信息。 该方法具有较高的灵敏度和选择性，广泛应
用于化学、生物、医学等领域。
05
色谱分析计算
气相色谱法
总结词
高效分离技术
详细描述
气相色谱法是一种高效分离技术，适用于分析气体和易挥发的有机化合物。通 过将样品注入色谱柱，利用不同组分在固定相和流动相之间的分配系数差异进 行分离，并使用检测器检测各组分的浓度。
紫外可见光谱法是利用物质对紫外-可见光的吸收特性进行定量和定性分析的方法。通过测量物质在特 定波长下的吸光度，可以确定物质的浓度、组成和结构等信息。该方法具有较高的灵敏度和准确性， 广泛应用于化学、生物、医学等领域。
原子吸收光谱法
总结词
基于原子能级跃迁过程中对特定波长光的吸 收进行定量分析的方法。
课程目标
01 02 03 04
掌握分析化学计算的基本概念、原理和方法，包括误差分析、数据处 理、滴定分析、光谱分析等。
学会运用数学软件进行化学计算，提高数据处理和科学计算能力。
了解分析化学计算在生产实践和科学研究中的应用，培养解决实际问 题的能力。
培养学生的逻辑思维和科学素养，提高分析和解决问题的能力。
02
分析化学计算基础
误差理论
误差的分类
系统误差、随机误差和过失误差
误差的表示方法
绝对误差、相对误差和标准误差
误差的传递
误差的加减运算和乘除运算
滴定分析法
01
02
03
滴定分析原理
通过滴定剂与被测组分的 化学反应，确定被测组分 的含量
滴定分析类型
酸碱滴定、络合滴定、氧 化还原滴定等
滴定分析计算
根据反应方程式和滴定数 据，计算被测组分的含量
详细描述
荧光光谱法是利用物质在激发光作用下发射 荧光进行定量和定性分析的方法。通过测量 物质在特定波长下的荧光光谱和荧光强度， 可以确定物质的浓度、组成和结构等信息。 该方法具有较高的灵敏度和选择性，广泛应
用于化学、生物、医学等领域。
05
色谱分析计算
气相色谱法
总结词
高效分离技术
详细描述
气相色谱法是一种高效分离技术，适用于分析气体和易挥发的有机化合物。通 过将样品注入色谱柱，利用不同组分在固定相和流动相之间的分配系数差异进 行分离，并使用检测器检测各组分的浓度。
《计算化学简介》课件
3 分子模拟在纳米材料研究中的应用 4 计算机辅助药物设计
通过模拟纳米材料的结构和性质，提供设 计和优化纳米材料的指导。
利用计算方法筛选药物分子，加速新药开 发和优化过程。
计算化学未来的发展方向与挑战
大数据和人 工智的应用
利用大数据和人工 智能技术，提高计 算化学的速度和准 确性。
宏观化学过 程的计算模 拟
发展能够模拟宏观 化学过程的计算方 法，如催化剂反应 和材料合成。
多尺度计算 的发展
将不同尺度的计算 方法结合，实现对 分子和材料性质的 准确预测。
挑战与机遇
面临着大规模计算、 能源和环境问题等 挑战，同时也具备 推动计算化学发展 的巨大机遇。
通过计算和分析分子的轨道来预测和解释其性 质和反应。
常用的计算化学软件工具
如Gaussian、VASP和GAMESS等，提供各种计算 化学方法和模拟工具。
计算化学在化学研究中的应用
1 结构优化和反应动力学模拟
2 化学反应机制的研究
通过计算方法优化分子结构，模拟和预测 化学反应的速率和机理。
揭示化学反应的过程和机理，为实验设计 和化学品的合成提供指导。
2
发展历程
经过半个多世纪的快速发展，在理论、方法和应用方面都取得了重大突破和进展。
3
应用领域
被广泛应用于药物设计、材料科学、反应机制研究等领域，对推动化学发展起到了积 极作用。
计算化学所需的数学和物理基础知识
量子力学基础
研究微观粒子的行为和性质，是计算化学的 基石。
统计力学
研究集合中的微观粒子的统计性质，为模拟 和预测宏观行为提供基础。
《计算化学简介》
计算化学是研究如何运用计算方法解决化学问题的学科。本PPT课件将介绍计 算化学的概念、发展历史、基本方法和常用软件工具、应用领域以及未来发 展方向和挑战。
计算化学
化学不再是一门 experiment and chemistry into a new era where 纯实验科学了！ theory can work together in the exploration of the
longer a purely experimental science.
properties of molecular systems. Chemistry is no
归纳法
演绎法
归纳法 F.Bacon,1561-1626
数据拟合 设计实验 实验数据 唯象理论 检验 “预测”
演绎法 R.Decartes，1596-1650
模型
公理假设 形式理论
二次形式化 近似、计算 和模拟
预测
实验 检验
归纳法(Reduction)与演绎法(Deduction)的比较
依 据 归纳法 演绎法 实验事实 正确普适的 公理和假设 目 标 经验公式、 规律 唯象理论 形式理论 数学工具 较简单 较高级、 复杂
Gibbs 化学热力学
Arrhenius 化学动力学
反应速率常数：
k Ae
Ea
RT
量子力学的建立和发展促进了：
现代化学键理论奠基（1930） Pauling是杰出代表 Slater、Mulliken、Hund、Heitler-London 分别作出贡献 量子力学引入化学，促进量子化学、量子统计力学 形成 Einstein-Bose、Fermi-Dirac 两种统计理论 Hückel 分子轨道理论(HMO)（1932） Roothaan方程（1952） 计算量子化学发展
计 算
讲解人：
组长：
化 学
小组成员：
天津师范大学化学与生命科学学院PPT学习教案
4 0 0 0 3 5 0 0 3 0 0 0 2 5 0 0
He
CH
4
2 0 0 0
1 5 0 0
1 0 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0
p / MPa
2021/6/8
5
理想气体状态方程也可表示为：
pVm=RT pV = (m/M)RT
以此可相互计算 p, V, T, n, m, M, (= m/ V)
第16页/共50页
2021/6/8
17
阿马格定律表明理想气体混合物的体积具 有加和性，在相同温度、压力下，混合后的总 体积等于混合前各组分的体积之和。
由二定律有： （牢记）
pB p
VB V
nB n
yB
第17页/共50页
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18
§1.3 气体的液化及临界参数 1. 液体的饱和蒸气压 理想气体不液化（因分子间没有相互作用力）
p = pB
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13
混合理想气体：
B
pB
(nA
nB
nC
)
RT V
B
nB
RT V
pB
nB
RT V
即理想混合气体的总压等于各组分单独存在
于混合气体的T、V时产生的压力总和
道尔顿分压定律
第13页/共50页
2021/6/8
14
例1.2.1 ：今有300 K、104.365 kPamB / nB
即混合物的摩尔质量又等于混合物的总质量除以混合 物的总的物质的量
第11页/共50页
2021/6/8
12
3. 道尔顿定律
p18
计算化学第三章PPT
数值积分常微分方程的数值解法定步长：),,2,1(,/)(,n k n a b h kh a x k 求f (x )在[a ,b ]上的定积分x x h I kbdxx f )(变步长变步长：其中：hH x f S x f h b f a f hT n k k n k k n ,)(,)()]()([2112/11例：Debye-Einstein公式推导得到计算固体热容的公式为求积分bdxx f S )(x x x hh S i)]2()(4)([3d )(22h x f h x f x f hxr qx px S i i i h x x i i iEPSS S S S EPS S S S n n n n n n n 22222/)(,1,1时当时当Simp(A,B,EPS,S2,F)3-2-1-4 Simpson法——应用示例开始实验时，得不到变量间的关系式，只测量到（x, y）a bSimp(M,A,B,X,Y,EPS,S2)逸度：p f 例1：实际气体逸度的计算输入：数据点数N，精度EPS，温度T例4：合成氨反应322NH H 23N 21开始例5：已知：由A、B组成的二元混合物经色谱分析开始H5OH质量分数为例6：在简单蒸馏釜内蒸馏1000 Kg含C2开始),(d d y x f xy y一阶常微分方程的初值问题：0)(),(d d y x y y x f x y y ni y x y y y y x f y i n i i ,,2,1)(),,,,(0021）离散化后，寻求其解y =y (x )在一系列离散节点0)(),(d d y x y y x f x y y数值解法差分格式的特点：步进式，递推式x )11d ),(d i ii ix x x x xy x f y 00)(),(d d y x y y x f xy y例：异丙苯氧化反应的动力学1d ),()()(i x xy x f x y x y提高精度：（2）式右端利用梯形法求积：X（N）：自变量的值例1：异丙苯氧化反应的动力学)(d 2/1x x c k x例2：气相色谱仪及其实验过程的仿真例2：气相色谱仪及其实验过程的仿真初始化例：Tl :2Co Tl 2Co Tl 2233C基本思想：),(d d y x f x y y)]~,(),([2),(~1111 i i i i i i i i i i y x f y x f h y y y x hf y y二阶RK公式：（推广改进Euler）二阶RK公式：（推广改进Euler）三阶RK公式：（三点斜率）推广：四阶RK公式：（四点斜率）常微分方程组四阶RK 公式：EPS y y y h i h i h i )(1)(1)2/(1EPS x y x y x yni h i h ih i1)()()2/()()()(RK4(X0,Y0,Y,H,N,M)开始。
最新化学计算PPT课件(上课用)精品课件
A．等于1 B．大于1 C．小于1 D．任意比
第十四页，共32页。
根据关系式：2CO2～2Na2O2～O2,2NO～ 2NO2 ～ O2 可 知 ， 当 CO2 与 Na2O2 反 应 产 生 的 O2 与 NO消耗的O2相等时，选项A符合题意(tíyì)。当CO2 与Na2O2反应产生的O2大于NO消耗的O2时，因为 每2体积CO2产生1体积O2，气体总体积减少一半， 选项B符合题意(tíyì)。当CO2与Na2O2反应产生的 O2小于NO消耗的O2时，气体总体积减少值小于一 半，选项C、D不符合题意(tíyì)。
第十八页，共32页。
镁粉和硫粉在空气中充分燃烧后生成MgO 和SO2，不是MgS，镁消耗(xiāohào)的氧气质量等于 硫的质量，有关系式2Mg～2MgO～O2～S，所以， 镁粉与硫粉的质量比＝2×24∶32＝3∶2。
第十九页，共32页。
3.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中， 加入100 mL 2 mol·L－1的盐酸；恰好使混合物完 全溶解并放出标准状况下224 mL 气体。向所得 (suǒ dé)溶液中加入KSCN溶液无血红色出现，若 用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物， 能得到单质铁的质量为( C )
A．11.2 g B．2.8 g
C．5.6 g
D．无法计算
第二十页，共32页。
向该混合物中加入盐酸反应完全(wánquán) 后，溶液中只有FeCl2一种溶质，溶液中正二价铁元 素的质量等于混合物中铁元素质量，有关系式： Fe～2HCl，铁元素的物质的量＝0.1 L×2 mol·L－ 1÷2＝0.1 mol，故单质铁的质量是5.6 g。
第十二页，共32页。
第十三页，共32页。
关系式法
使 CO2 通 过 足 量 Na2O2 充 分 反 应后与NO混合(hùnhé)，已知CO2和NO的体 积共为30 mL，最终剩余气体15 mL，则CO2 和 NO 的 体 积 比 是 ( 相 同 条 件 下 测 定 ， 忽 略 N2O4的AB存在)( )
第十四页，共32页。
根据关系式：2CO2～2Na2O2～O2,2NO～ 2NO2 ～ O2 可 知 ， 当 CO2 与 Na2O2 反 应 产 生 的 O2 与 NO消耗的O2相等时，选项A符合题意(tíyì)。当CO2 与Na2O2反应产生的O2大于NO消耗的O2时，因为 每2体积CO2产生1体积O2，气体总体积减少一半， 选项B符合题意(tíyì)。当CO2与Na2O2反应产生的 O2小于NO消耗的O2时，气体总体积减少值小于一 半，选项C、D不符合题意(tíyì)。
第十八页，共32页。
镁粉和硫粉在空气中充分燃烧后生成MgO 和SO2，不是MgS，镁消耗(xiāohào)的氧气质量等于 硫的质量，有关系式2Mg～2MgO～O2～S，所以， 镁粉与硫粉的质量比＝2×24∶32＝3∶2。
第十九页，共32页。
3.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中， 加入100 mL 2 mol·L－1的盐酸；恰好使混合物完 全溶解并放出标准状况下224 mL 气体。向所得 (suǒ dé)溶液中加入KSCN溶液无血红色出现，若 用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物， 能得到单质铁的质量为( C )
A．11.2 g B．2.8 g
C．5.6 g
D．无法计算
第二十页，共32页。
向该混合物中加入盐酸反应完全(wánquán) 后，溶液中只有FeCl2一种溶质，溶液中正二价铁元 素的质量等于混合物中铁元素质量，有关系式： Fe～2HCl，铁元素的物质的量＝0.1 L×2 mol·L－ 1÷2＝0.1 mol，故单质铁的质量是5.6 g。
第十二页，共32页。
第十三页，共32页。
关系式法
使 CO2 通 过 足 量 Na2O2 充 分 反 应后与NO混合(hùnhé)，已知CO2和NO的体 积共为30 mL，最终剩余气体15 mL，则CO2 和 NO 的 体 积 比 是 ( 相 同 条 件 下 测 定 ， 忽 略 N2O4的AB存在)( )
化学反应的有关计算ppt课件
解：设制取氧化钙28t需要含CaCO380%石灰石的质量为x
CaCO3
CaO+CO2↑
100
56
80%x
28t
100
56
80%X =
28t
解得x = 62.5t
答：需要石灰石62.5t。
化学方程式的计算常见题型总结
化
差量法
利用质量守恒定律，求差值得气体质量
学 气体体积
方
找已知量与未知量；遇体积换算成质量；m=v v=m/
未知量
25g×80%
?
100 22g
=
44
x
X=8.8g
m=v =
二氧化碳的体积为：
8.8g
思考：1、从题意中分析实际参与反应的质量是什么？
1.977g/L ≈4.5L 答：最多可制得二氧化碳4.5L
2、能利用化学方程式求出什么未知量 3、转化为求体积
现有25g含碳酸钙80%的石灰石，和足量的稀盐酸反应，求最多 可制得二氧化碳多少升？（二氧化碳的密度为：1.977g/L）
7、写答
题型一
变式训练
1、现有20g碳酸钙，和足量的稀盐酸反应，求最多可制
得二氧化碳多少升？（二氧化碳的密度为：1.977g/L）
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ Ca:40,C:12,O:16
m=v =
解： 设可制得二氧化碳的质量为x
思路分析：
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
解题技巧 有关气体体积的计算： 找已知量与未知量； 遇体积换算成质量； m=v v=m/
注意：如果已知体积或要算体积时，要用密 度公式换算成质量才代入方程式计算。
《计算化学》课程教学大纲
是
5.1, 6.3
3
M3
目标3：通过课程的实践，掌握一些与计算化学相关的软件操作，程序运行结果解读，信息提炼能力，培育认识和发现问题的能力和以及使用英语组织研究结果的能力。
是
5.1, 6.3
三、课程内容
序号
章节号
标题
课程内容/重难点
支撑课程目标
课内学时
教学方式
课外学时
课外环节
1
0
绪论
0.1重新认识化学学科特点；计算机发展对化学学科的意义；0.2计算化学应用成果示例，计算化学能解决的化学问题；0.3本课程涵盖范围，本课程的学习方法和基本要求
4
讲授
0
自学
四、考核方式
序号
考核环节
操作细节
总评占比
1
指定上机任务完成情况
1.考察学生是否能够按照指定案例独立完成跟踪性练习任务。2.考察学生是否能够根据指定运行任务完成所需上机操作。3.考察学生是否能够熟练、有效获取关键信息，并完成简单化学性质研究题目，撰写简单的模拟报告。
50%
2
大作业
考察学生是否能根据课堂学习、教材、文献或其它科技资料提炼选定前沿课题所对应的化学问题，并设计并执行计算化学研究方案，撰写研究报告，得到初步结论，提出自己的见解。
介绍相关关键字、选项、文件编辑以及结果解读。
M1,M3
1
讲授，上机
0
自学
18
6.2
关于过渡态搜寻
过渡态的意义；过渡态在势能面中的特征；关键字与选项；相关结果解读。
M1,M3
1
讲授，上机
0
自学
19
6.3
其它任务简介
NBO电荷分析；激发态计算；溶剂化效应；核磁共振；上机自己练习某些简单案例。
5.1, 6.3
3
M3
目标3：通过课程的实践，掌握一些与计算化学相关的软件操作，程序运行结果解读，信息提炼能力，培育认识和发现问题的能力和以及使用英语组织研究结果的能力。
是
5.1, 6.3
三、课程内容
序号
章节号
标题
课程内容/重难点
支撑课程目标
课内学时
教学方式
课外学时
课外环节
1
0
绪论
0.1重新认识化学学科特点；计算机发展对化学学科的意义；0.2计算化学应用成果示例，计算化学能解决的化学问题；0.3本课程涵盖范围，本课程的学习方法和基本要求
4
讲授
0
自学
四、考核方式
序号
考核环节
操作细节
总评占比
1
指定上机任务完成情况
1.考察学生是否能够按照指定案例独立完成跟踪性练习任务。2.考察学生是否能够根据指定运行任务完成所需上机操作。3.考察学生是否能够熟练、有效获取关键信息，并完成简单化学性质研究题目，撰写简单的模拟报告。
50%
2
大作业
考察学生是否能根据课堂学习、教材、文献或其它科技资料提炼选定前沿课题所对应的化学问题，并设计并执行计算化学研究方案，撰写研究报告，得到初步结论，提出自己的见解。
介绍相关关键字、选项、文件编辑以及结果解读。
M1,M3
1
讲授，上机
0
自学
18
6.2
关于过渡态搜寻
过渡态的意义；过渡态在势能面中的特征；关键字与选项；相关结果解读。
M1,M3
1
讲授，上机
0
自学
19
6.3
其它任务简介
NBO电荷分析；激发态计算；溶剂化效应；核磁共振；上机自己练习某些简单案例。
计算化学--总结ppt课件
4
化学模型的应用
1.模型的建立
2.分子的稳定构形
3.分子的各种谱图 3.化学反应的机理
4.分子中的化学键
5
2 GaussView使用简介
一、构建高斯的输入文件 二、以图的形式显示高斯计算的结果
6
3 单点能计算
单点能计算是指对给定几何构型的分子的能量以及性质进行计算。可用 于： 1.计算分子的基本信息 2.分子构型优化前的检查 3.由较低等级计算得到的优化结果上进行高精度的计算 4.计算条件下，体系只能进行单点计算 5.单点能的计算可以再不同理论等级，采用不同基组
异 采用经典物理对分子进行处理，方法便 基于薛定谔方程，采用量子化学方法对分子进
宜。
行处理，主要有半经验方法和从头算方法。
缺点：具有针对性、忽略电子
缺点：从头算的计算量很大
同 1.计算分子的能量 2.进行几何优化 3.计算分子内运动的频率
密度泛函（Density Functional Methods） 采用泛函（以函数为变量的函数）对薛定谔方程进行求解。由于此方法包含 了电子相关，其计算结果要比HF方法好，计算速度也快。
8
5 频率计算
1.红外和拉曼光谱（频率和强度） 频率分析的计算要采用能量对原子位置的二阶导数 2.为难进行的优化计算力常数 力常数是能量对坐标的导数 3.确认所优化构型的性质 无虚频表明所得结构式具有极小值的构型，一个虚频表明优化得到的是 过渡态，两个以上的虚频表明优化所得到的是高阶鞍点。 4.计算零点能和热能(用于对总能量的矫正)以及其他的如熵和函等热力学 性质。 计算的输入：同时设置几何优化和频率分析（Opt+Freq）
反应的模拟计算；耦合簇方 法和QCI方法提供高于MP4等 级的处理电子相关的方法
化学模型的应用
1.模型的建立
2.分子的稳定构形
3.分子的各种谱图 3.化学反应的机理
4.分子中的化学键
5
2 GaussView使用简介
一、构建高斯的输入文件 二、以图的形式显示高斯计算的结果
6
3 单点能计算
单点能计算是指对给定几何构型的分子的能量以及性质进行计算。可用 于： 1.计算分子的基本信息 2.分子构型优化前的检查 3.由较低等级计算得到的优化结果上进行高精度的计算 4.计算条件下，体系只能进行单点计算 5.单点能的计算可以再不同理论等级，采用不同基组
异 采用经典物理对分子进行处理，方法便 基于薛定谔方程，采用量子化学方法对分子进
宜。
行处理，主要有半经验方法和从头算方法。
缺点：具有针对性、忽略电子
缺点：从头算的计算量很大
同 1.计算分子的能量 2.进行几何优化 3.计算分子内运动的频率
密度泛函（Density Functional Methods） 采用泛函（以函数为变量的函数）对薛定谔方程进行求解。由于此方法包含 了电子相关，其计算结果要比HF方法好，计算速度也快。
8
5 频率计算
1.红外和拉曼光谱（频率和强度） 频率分析的计算要采用能量对原子位置的二阶导数 2.为难进行的优化计算力常数 力常数是能量对坐标的导数 3.确认所优化构型的性质 无虚频表明所得结构式具有极小值的构型，一个虚频表明优化得到的是 过渡态，两个以上的虚频表明优化所得到的是高阶鞍点。 4.计算零点能和热能(用于对总能量的矫正)以及其他的如熵和函等热力学 性质。 计算的输入：同时设置几何优化和频率分析（Opt+Freq）
反应的模拟计算；耦合簇方 法和QCI方法提供高于MP4等 级的处理电子相关的方法
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• 1、分子中奇数电子 ； 2、激发态； • 3、体系不寻常的电子结构； • 4、断键过程用闭壳层计算导致错误产物。
算例
• 用HF方法 方法sto-3g基组 基组计算H2O2 方法 基组
• • • • 画出分子 写出高斯输入文件 计算 分析计算结果（能量，电荷）
要求： 要求： 用自己的名字建一个文本文件，在文本上给出： 、分子的能量； 、 上的 用自己的名字建一个文本文件，在文本上给出：1、分子的能量；2、O上的 电荷。 电荷。
计算化学方法
• 分子力学 • 电子结构的方法
• • • 半经验方法 从头算方法 密度泛函方法
使用的电子结构方法
• 半经验方法：AM1，PM3 • 从头算方法：HF • 密度泛函方法：B3LYP 考虑组态相关的算法： • 从头算方法：MP2 • 从头算方法： CASSCF
使用的基组
• 高斯函数拟合斯雷特函数
计算化学
GaussView使用和高斯方法简介
ftp
• ftp://2008:2008@202.113.99.133 • ftp://work:work@202.113.99.133
分子坐标
示例
GaussView简单使用
GaussView简单使用展
• O2是单态还是三态稳定？ 设计计算回答这一问题
• • • • • • STO-3G 3-21G 4-31G 6-31G 6-311G 极化函数：6-31G**，第一个*给非氢原子加p函数或d函数，第二个* 给氢原子加p函数。 • 弥散函数：6-31++G，第一个+给非氢原子加弥散函数，第二个+给氢 原子加弥散。
闭壳层和开壳层
四种情况下用开壳层方法
作业
• 用HF方法 方法6-31g基组计算水分子 H2O 方法 基组计算水分子 其中键长O-H: 0.989；键角 其中键长 ；键角H-O-H：100.00。 ： 。 要求： 要求： 用自己的名字建一个文本文件， 用自己的名字建一个文本文件，在文本上给 上的电荷。 出：1、分子的能量；2、O上的电荷。 、分子的能量； 、 上的电荷
算例
• 用HF方法 方法sto-3g基组 基组计算H2O2 方法 基组
• • • • 画出分子 写出高斯输入文件 计算 分析计算结果（能量，电荷）
要求： 要求： 用自己的名字建一个文本文件，在文本上给出： 、分子的能量； 、 上的 用自己的名字建一个文本文件，在文本上给出：1、分子的能量；2、O上的 电荷。 电荷。
计算化学方法
• 分子力学 • 电子结构的方法
• • • 半经验方法 从头算方法 密度泛函方法
使用的电子结构方法
• 半经验方法：AM1，PM3 • 从头算方法：HF • 密度泛函方法：B3LYP 考虑组态相关的算法： • 从头算方法：MP2 • 从头算方法： CASSCF
使用的基组
• 高斯函数拟合斯雷特函数
计算化学
GaussView使用和高斯方法简介
ftp
• ftp://2008:2008@202.113.99.133 • ftp://work:work@202.113.99.133
分子坐标
示例
GaussView简单使用
GaussView简单使用展
• O2是单态还是三态稳定？ 设计计算回答这一问题
• • • • • • STO-3G 3-21G 4-31G 6-31G 6-311G 极化函数：6-31G**，第一个*给非氢原子加p函数或d函数，第二个* 给氢原子加p函数。 • 弥散函数：6-31++G，第一个+给非氢原子加弥散函数，第二个+给氢 原子加弥散。
闭壳层和开壳层
四种情况下用开壳层方法
作业
• 用HF方法 方法6-31g基组计算水分子 H2O 方法 基组计算水分子 其中键长O-H: 0.989；键角 其中键长 ；键角H-O-H：100.00。 ： 。 要求： 要求： 用自己的名字建一个文本文件， 用自己的名字建一个文本文件，在文本上给 上的电荷。 出：1、分子的能量；2、O上的电荷。 、分子的能量； 、 上的电荷