2019年計(jì)算機(jī)在化學(xué)里的應(yīng)用

TOC\o"1-5"\h\z一.引言 2二、計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工的應(yīng)用 2計(jì)算機(jī)在化工控制方面的應(yīng)用 2計(jì)算機(jī)在過程模擬中的應(yīng)用 3計(jì)算機(jī)在繪圖中的應(yīng)用 325計(jì)算機(jī)在有機(jī)合成中的應(yīng)用 4三、化工研究中常用的軟件 5\o"CurrentDocument"_3.1功能強(qiáng)大的ACDI/Chemsketch 5化學(xué)圖文編輯工具Chem/Window 5\o"CurrentDocument"Chemoffice系列軟件 6數(shù)據(jù)處理軟件Origin 7Origin的數(shù)據(jù)分析功能 7用Origin軟件繪制實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線 8四、結(jié)束語 8\o"CurrentDocument"五、參考文獻(xiàn) 9一、引言計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用已有40余年的發(fā)展歷史。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的運(yùn)用越來越廣泛，在化工領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)技術(shù)也有著重要的作用。計(jì)算機(jī)在化工領(lǐng)域的使用，極大的降低了工作難度，提高了工作效率。 近年來化學(xué)學(xué)科的重要成就之一就是計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)與化學(xué)的結(jié)合促進(jìn)了化學(xué)的發(fā)展。本論文將主要介紹其在化學(xué)化工上的運(yùn)用。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 化學(xué)化工應(yīng)用二、計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工的應(yīng)用計(jì)算機(jī)在化工控制方面的應(yīng)用70年代，一些著名的儀表公司推由了Dcs集散控制系統(tǒng)，使計(jì)算機(jī)集中控制和直接數(shù)字控制得以在全球迅速推廣應(yīng)用。80年代，計(jì)算機(jī)過程控制已進(jìn)人高一層次，可完成Prn控制、順序控制和能量控制，圖示功能得到增強(qiáng)，并能實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)自整定。90年代以來，發(fā)展更為迅速， RISC工作站使圖形窗口更完善，操作更方便，人機(jī)接口、容錯(cuò)技術(shù)和通訊網(wǎng)絡(luò)都得到進(jìn)一步發(fā)展?；どa(chǎn)過程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，能根本改變勞動(dòng)方式，提高工人文化技術(shù)水平。計(jì)算機(jī)在過程模擬中的應(yīng)用人工智能是計(jì)算機(jī)發(fā)展的最高境界，也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的重要領(lǐng)域?；瘜W(xué)的各個(gè)相關(guān)學(xué)科普遍具有知識(shí)量大、過程復(fù)雜、相對(duì)規(guī)律性較差的特點(diǎn)。利用計(jì)算機(jī)的海量信息存儲(chǔ)能力、準(zhǔn)確的邏輯判斷分析能力和強(qiáng)大的計(jì)算能力，建立化學(xué)類專家系統(tǒng)具有重要的意義。因此需要了解掌握計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)，結(jié)合邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)庫管理和決策判斷等技術(shù)知識(shí)，為建立各種化學(xué)化工模擬系統(tǒng)做知識(shí)儲(chǔ)備。計(jì)算機(jī)在繪圖中的應(yīng)用所謂計(jì)算機(jī)繪圖，狹義地理解，用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)繪圖儀或打印機(jī)畫由所需的圖形，在繪圖輸由之前，通常要把所畫圖形預(yù)先顯示在計(jì)算機(jī)屏幕（顯示器CRT）上，以便人們對(duì)所國圖形是否正確加以判斷，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，即重新調(diào)試。這樣就可將很多錯(cuò)誤消滅在繪圖輸由之前，以保證所繪圖形正確無誤。所以計(jì)算機(jī)繪圖可廣泛地應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中。計(jì)算機(jī)在化工分析中的應(yīng)用古老的化學(xué)分析方法盡管有自身的特點(diǎn)，但主要應(yīng)用于常量分析，在分析速度、靈敏度等方面常不能達(dá)到要求。近幾年來，計(jì)算機(jī)與有關(guān)儀器聯(lián)用，進(jìn)行物質(zhì)的定性、定量測定，取得了很大的進(jìn)展。絕大多數(shù)儀器是將被測組分的濃度變化或物理性質(zhì)變化轉(zhuǎn)變成莫種電性能(如電阻、電導(dǎo)、電位、電容、電流等)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和連接電子計(jì)算機(jī)， 能夠進(jìn)行微量組分、痕量組分的側(cè)定。因此具有檢測限低、快速、靈敏、操作簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)在有機(jī)合成中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成(ComputerAssistedOrganicSynthesis,簡稱CAOS)是指利用計(jì)算機(jī)根據(jù)給定的原料去尋找目標(biāo)化合物的各種可能的合成路線。自從 1969年E.J.Correy和W.T.Wipke在SCIENCE上發(fā)表了第一個(gè)可以幫助化學(xué)工作者尋找目標(biāo)化合物合成途徑的有機(jī)化學(xué)合成模擬系統(tǒng)OCSS后，20年來CAOS取得很大發(fā)展，有關(guān)軟件數(shù)量不斷增加，實(shí)用價(jià)值不斷提升。目前計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成系統(tǒng)可分為反應(yīng)檢索系統(tǒng)(CARR)及合成分析系統(tǒng)兩大類。反應(yīng)檢索系統(tǒng)實(shí)際是一個(gè)計(jì)算機(jī)化的化學(xué)反應(yīng)庫，可以看做是化學(xué)文獻(xiàn)的縮影。合成分析系統(tǒng)一般是利用軟件通過正分析法和逆分析法尋找目標(biāo)產(chǎn)物與原料之間的有效合成途徑。三、化工研究中常用的軟件功能強(qiáng)大的ACDI/Chemsketch這是一個(gè)免費(fèi)軟件(部分功能受限)，安裝很簡便。主要功能和特點(diǎn)：繪制平面(C2D)和立體3D3化學(xué)結(jié)構(gòu)式、反應(yīng)式和化學(xué)圖形；其繪圖功能十分強(qiáng)大，具有豐富的化學(xué)圖形繪制工具，各種化學(xué)符號(hào)應(yīng)有盡有；內(nèi)置包括各種原子、有機(jī)物官能團(tuán)等基本結(jié)構(gòu)的模具工具欄，使得繪制復(fù)雜龐大的有機(jī)物結(jié)構(gòu)式變得非常便捷，并且可以把繪制好的平面化學(xué)結(jié)構(gòu)圖直接轉(zhuǎn)換為立體圖形：能夠預(yù)測分子結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)如分子量、摩爾體積、極性、密度、介電常數(shù)等；可對(duì)所繪制的分子結(jié)構(gòu)自動(dòng)命名文)，可提供有機(jī)物的同分異構(gòu)體(正版才有)等等。其主要功能有：(1)繪制化學(xué)結(jié)構(gòu)圖(2)編輯文本和圖形(3)測算各項(xiàng)參數(shù)3D轉(zhuǎn)換和動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)化學(xué)圖文編輯工具Chem/WindowChemWindow可用于繪制化學(xué)圖形、化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖、，化工工藝流程圖等，是化學(xué)工作者在教學(xué)和科研中的5有力助手，其主要用途有：(1)編輯化學(xué)方程式(2)制作反映過程關(guān)系圖(3)繪制化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖(4)繪制化工流程圖Chemoffice系列軟件Chemoflic。是一套功能十分強(qiáng)大的化學(xué)專業(yè)應(yīng)用軟件，它是由ChemDraw,Chem3D和ChemFinder等三個(gè)軟件組成的一個(gè)軟件包，按發(fā)布時(shí)間有2002.2004,2006等版本，根據(jù)功能和專業(yè)化程度又分為 Std,Pro和Ultra三種版本，Ultra版還包含E-notebook及Chemlnfo數(shù)據(jù)庫，使其應(yīng)用性更強(qiáng)。ChemDraw的應(yīng)用能夠繪制和編輯高質(zhì)量的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖，識(shí)別和顯示立體結(jié)構(gòu)，具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式與化學(xué)名稱相互轉(zhuǎn)換的功能 ：由于內(nèi)建有NMR數(shù)據(jù)庫，能夠與Excel數(shù)據(jù)兼容，能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫信息檢索等。Chem3D的應(yīng)用①將2D圖形轉(zhuǎn)化為3D圖形②利用Chern3D進(jìn)行化學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)處理軟件OriginOrigin包含高級(jí)掃描繪圖、 C語言和內(nèi)置300多個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)的NAG數(shù)值計(jì)算庫，是一種化學(xué)數(shù)據(jù)的計(jì)算軟件。它包含了統(tǒng)計(jì)學(xué)、信號(hào)處理、曲線擬合和峰值分析等高級(jí)數(shù)據(jù)分析工具。 由于具有C程序與數(shù)值計(jì)算和作圖能力綜合功能，適合作為化工和高等教育的化學(xué)專業(yè)人員從事科研和教學(xué)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和計(jì)算以及制作高質(zhì)量的圖表。Origin的數(shù)據(jù)分析功能本軟件設(shè)有專門的移向工具以便審視、讀取和屏蔽數(shù)據(jù)，內(nèi)置100多種函數(shù)可用于數(shù)據(jù)擬合。含有的數(shù)據(jù)分析工具有：（1）統(tǒng)計(jì)學(xué)工具，描述統(tǒng)計(jì)學(xué)、擬合比較、多項(xiàng)回歸、總體t一試驗(yàn)、殘存分析等。（Z）曲線擬合，非線性最小二乘法擬合NLSF、運(yùn)用OriginC語言的NLSF、線性回歸、多項(xiàng)式回歸等。（3）信號(hào)處理，進(jìn)行卷積法、重疊合法、快速傅里葉變換（FFTi.e.FastFourierTransform卜修勻、鄰接平均等。（4）峰值分析，基線和峰值分析、基線工具、采集峰值工具、峰值擬合等組件。Origin的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用十分廣泛，用Origin軟件繪制實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線（1）打開Origin,在Datai”列表的A[X]和B[Y]中輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（2）選定所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依次點(diǎn)擊“plat''和'Line+Cymbol"。由現(xiàn)實(shí)驗(yàn)草圖。（3）修改坐標(biāo)標(biāo)題和標(biāo)尺范圍及問隔。用鼠標(biāo)左鍵雙擊實(shí)驗(yàn)草圖的“XAxisTitle"或Y'AxisTitle",輸入橫坐標(biāo)標(biāo)題或縱坐標(biāo)標(biāo)題。 雙擊橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)數(shù)字，點(diǎn)擊“Scale”,輸入橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)標(biāo)尺范圍及間隔。⑷選擇曲線的類型、顏色和曲線上實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的類型、 大小。（5）對(duì)曲線標(biāo)記“標(biāo)注：在實(shí)驗(yàn)圖中任意處，右擊“AddText",輸入標(biāo)注文字，將所輸入的文字拖動(dòng)到指定位置，繪圖過程完成?？砂阎频玫膶?shí)驗(yàn)曲線圖，直接復(fù)制到 word等文檔中。（2）是微軟公司由品的一款的 軟件，它有助于IT和商務(wù)專業(yè)人員輕松地可視化、分析和交流復(fù)雜信息。它能夠?qū)㈦y以理解的復(fù)雜文本和表格轉(zhuǎn)換為一目了然的 Visio圖表。該軟件通過創(chuàng)建與數(shù)據(jù)相關(guān)的 Visio圖表（而不使用靜態(tài)圖片）來顯示數(shù)據(jù)，這些圖表易于刷新，并能夠顯著提高生產(chǎn)率。使用OfficeVisio2007中的各種圖表可了解、操作和共享企業(yè)內(nèi)組織系統(tǒng)、資源和流程的有關(guān)信息。四、結(jié)束語本文著重對(duì)計(jì)算機(jī)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用和化工中常用的軟件進(jìn)行了簡單的研究。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，它在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，由局部輔助發(fā)展到全面輔助，計(jì)算機(jī)的發(fā)展對(duì)化工設(shè)計(jì)的影響也越來越重要性已成為必然的趨勢。對(duì)化工設(shè)計(jì)而言，從由分子結(jié)構(gòu)由發(fā)預(yù)測物質(zhì)的物性到工藝過程的設(shè)計(jì)、分析直至繪圖，均可由計(jì)算機(jī)完成。計(jì)算機(jī)與化工兩者互相影響、滲透與結(jié)合，已經(jīng)并將繼續(xù)給化工設(shè)計(jì)帶來影響和改變。五、參考文獻(xiàn)[1]殷偉.計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用[J].中國科技信息,2005，⑵[2]溫福星.計(jì)算機(jī)在化工中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代企業(yè)教育,2009,(10)[3]徐順.計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)研究與設(shè)計(jì)課程多媒體課件開發(fā)與課程建設(shè)[A].第九屆全國大學(xué)化學(xué)教學(xué)研討會(huì)論文集[C].2007.[4]許志宏.化學(xué)化工學(xué)科與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合與發(fā)展 [J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2008,25(9)[5]王勇.應(yīng)用VB語言開發(fā)計(jì)算機(jī)讀圖軟件[A].第九屆中國化工學(xué)會(huì)信息技術(shù)化工應(yīng)用年會(huì)論文集 [C].2003.[6]楊剛.ChemWi