直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽

直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖1

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內(nèi)容大綱
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  • Wolfram語言中的化學(xué)簡(jiǎn)史

    • ChemicalData -> Entity -> Molecule

  • 化學(xué)表達(dá)式

    • ChemicalFormula

    • ChemicalReaction

    • MoleculeName

    • FindIsomers

  • 分子可視化

    • 原子和鍵合標(biāo)簽

    • 新的繪圖功能

  • 模式匹配

    • MoleculeMatchQ

    • MoleculeSubstructureCount, MoleculeContainsQ, MoleculeFreeQ

  • 化學(xué)轉(zhuǎn)換

  • FeaturespacePlot

  • Wolfram化學(xué)資源

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Wolfram 語言中的化學(xué)簡(jiǎn)史
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  • ChemicalData


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化學(xué)表達(dá)式
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"Chemical" 實(shí)體

  • 從第10版開始,實(shí)體為Wolfram知識(shí)庫提供了一個(gè)統(tǒng)一的接口

  • 擴(kuò)展了查詢多個(gè)實(shí)體或多個(gè)屬性的語法

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Molecule:一個(gè)可計(jì)算的化學(xué)對(duì)象

  • 第12版引入了Molecule,一個(gè)可計(jì)算的對(duì)象,可以代表任何單一的分子:

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一個(gè)分子是由原子和鍵組成的:


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分子屬性按需計(jì)算:


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可以通過 MoleculeModify 輕松改變結(jié)構(gòu):


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ChemicalFormula

  • 一個(gè) "化學(xué) "實(shí)體代表一個(gè)在知識(shí)庫中具有記錄的單一化學(xué)物類,其具有完整的屬性,如熔點(diǎn)、比熱容等;

  • 一個(gè)分子可以是任何化學(xué)結(jié)構(gòu),必須有指定的連通性;

  • 化學(xué)式(ChemicalFormula)只有一個(gè)原子類型及其系數(shù)的列表——它代表具有給定公式的任何(或所有)化學(xué)物類。

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  • 化學(xué)式有明確的分子質(zhì)量和電荷:

直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖28

  • 一個(gè)分子可以與一個(gè)給定的公式相匹配


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ChemicalReaction

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獲取反應(yīng)物或產(chǎn)物:

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獲取產(chǎn)物的計(jì)數(shù):

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顯示反應(yīng)式:

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根據(jù)方程式串創(chuàng)建化學(xué)反應(yīng):

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這里的輸入被解釋為化學(xué)式:

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根據(jù) ReactionSMILES 字符串創(chuàng)建化學(xué)反應(yīng):

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在這里,反應(yīng)的組成部分是分子對(duì)象:

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分子可視化
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使用 IUPAC 名稱創(chuàng)建分子。

直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖42使用繪圖主題來控制是否顯示氫或如何描述芳烴鍵。

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MoleculePlot3D 有助于快速生成交互式繪圖,其繪圖主題對(duì)應(yīng)于常見情形。

直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖44

通過參考原子索引來突出原子或鍵。

直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖45

AtomLabels
  • AtomLabels  和  BondLabels  是  MoleculePlot  和  MoleculePlot3D  的新選項(xiàng)。

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范例:TNT 分子圖,按其氧化狀態(tài)標(biāo)記所有的碳原子和氮原子

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直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖49


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模式匹配
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MoleculeMatchQ


  • 加入其他  Molecule  模式匹配函數(shù):
  • FindMoleculeSubstructure

  • MoleculeContainsQ

  • MoleculeFreeQ

  • MoleculeSubstructureCount

檢驗(yàn)兩個(gè)分子是否相互匹配:

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檢驗(yàn)分子是否與化學(xué)式相匹配:

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檢驗(yàn)分子是否與模式相匹配:

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一個(gè)雙原子分子可以與鍵相匹配:

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默認(rèn)情況下,立體異構(gòu)體之間不匹配:

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范例:繪制糖的二維圖,用原子的立體感來標(biāo)記原子

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范例:使用子結(jié)構(gòu)模式過濾異構(gòu)體列表


  • 找到在氧和氮之間有一個(gè)芳香鍵的異構(gòu)體,并將它們排列在最大的共同子結(jié)構(gòu)上
  • 本范例使用了 FindIsomers、MoleculeContainsQ、MoleculeMaximumCommonSubstructure 和 MoleculeAlign

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  • 現(xiàn)在在三維空間中排列所有分子

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化學(xué)轉(zhuǎn)換
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計(jì)算 2300 毫克鈉所含的毫摩爾數(shù):

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計(jì)算 10 毫升水的分子數(shù):

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計(jì)算 10 摩爾氦氣的體積,單位為立方英尺:

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有多少摩爾的二磷酸三鈣 Ca3(PO4)2

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計(jì)算 Ca3(PO4)2 和 Ca(OH)2  的化學(xué)計(jì)量比率

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將 5 克的 Ca(OH)2 轉(zhuǎn)換為 Ca3(PO4)2

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直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖77
FeatureSpacePlot
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12.3 版本為分子對(duì)象引入了新的內(nèi)置特征提取器。

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直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖80

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直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖82


直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖83
直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖84
直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖85
Wolfram 化學(xué)資源
直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖86
一個(gè)為 Wolfram 世界中化學(xué)內(nèi)容資源而策劃的門戶。
  • 化學(xué)工具
Wolfram|Alpha ——使用自然語言的化學(xué)計(jì)算器
Wolfram|Alpha 筆記本編輯器  ——數(shù)字筆記本中的多步驟化學(xué)計(jì)算
Wolfram 演示項(xiàng)目  ——交互式化學(xué)演示工具
Wolfram 語言 ——化學(xué)函數(shù)的分子系列
Wolfram 函數(shù)資源庫——專業(yè)化學(xué)函數(shù)
Wolfram 數(shù)據(jù)資源庫——可計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)組
  • 計(jì)算器
    減少認(rèn)知負(fù)荷,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中更深層次的化學(xué)思維。

直通 Wolfram 研發(fā):Wolfram 化學(xué)概覽的圖87


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