پایان نامه رایگان با موضوع نرم افزار

Dragon و Mopac مورد استفاده قرار مي گيرند.
Dragon نرم افزاري براي محاسبه ي هجده دسته از توصيف کننده هاي مولکولي مي باشد که توسط QSAR و کمومتريکس دانشگاه ميلانو طراحي شده است.

2-9-2 معرفي نرم افزار کم آفيس
نرم افزار کم آفيس يکي از معتبرترين نرم افزار هاي طراحي و محاسباتي کوانتومي مي باشد که خود از مجموع چند نرم افزار طراحي و محاسباتي تشکيل شده است و توانايي اين نرم افزار در سادگي کار با آن مي باشد.
1-2-9-2 کاربرد نرم افزار کم آفيس
Chem 3D Ultra :
اين نرم افزار براي طراحي سه بعدي ساختار مولکول ها مي باشد.
Chem Draw :
اگر ساختار مولکولي پيچيده براي رسم وجود داشته باشد به نرم افزار Draw Chem که در بسته ي نرم افزار کم آفيس قرار دارد مراجعه مي شود . محيط Chem Draw ، ساده ترين روش رسم ساختار مولکول در اين نرم افزار مي باشد.
محاسبات Mopac با Chem Office
بعد از رسم هر شکل بايد بهينه سازي اوليه روي ساختار انجام شود که در اين کار توسط نرم افزار محاسباتي Mopac در Chem Office انجام مي شود.
رسم NMR
براي رسم NMR ابتدا ساختار مورد نظر انتخاب مي شود.
محاسبات QSPR و QSAR
درون اين نرم افزار محاسبات زيادي براي QSPR و QSAR از قبيل نقطه ي جوش ، حلاليت در چربي و غيره وجود دارد.

3-9-2 معرفي نرم افزارهاي Mopac
نرم افزار قدرتمند اوربيتال مولکولي براي محاسبات نيمه تجربي مولکول شيميايي است که ضمن مطالعه ي ساختار مولکولي به واکنش شيميايي نيز مي پردازد.
اين نرم افزار با استفاده از خروجي DAT نرم افزار PC Model و همچنين ZMT نرم افزار Hyper Chem که شامل زواياي پيچشي ، زواياي پيوندي و طول پيوند هاي مولکولي ، محاسبات را انجام مي دهد. در حافظه ي اين برنامه به صورت پيش فرض گرماي تشکيل اتم ها و ترکيبات ساده وجود دارد.
با وجود اينکه اين نرم افزار بر اساس مفاهيم تئوري کوانتومي و مفاهيم ترموديناميک عمل کرد و از محاسبات پيشرفته رياضي کمک مي گيرد . داده هاي ورودي و خروجي اين برنامه در حد ممکن ساده هستند تا جائيکه مي توان خود را به ساير جنبه هاي شيميايي مساله معطوف نمود .
Mopac عملا نسخه ي اصلاح شده و تغيير شکل يافته ي Mopac7 است که تحت MS-DOS با يک سري تغييرات روي آن انجام مي شود.
امروزه با طراحي جديد و قدرتمند تر ازقبل با برنامه ويندوز انجام مي شود که به صورت آزاد از اينترنت قابل دريافت است. اين نرم افزار با استفاده از کلمات کليدي Key Word که به آن داده مي شود قادر به محاسبه ي بسياري از ويژگي هاي مولکول است که ويژگي هاي استفاده شده توسط آن مي تواند به عنوان توصيف کننده ي مولکولي به کار مي رود.
محاسبه ي طيف ارتعاشي ، کميت هاي ترموديناميک و اثرات الکتروني از قابليت هاي اين نرم افزار است.
4-9-2 نرم افزار Gaussian 98w
تئوري Gaussian 98w بر اين پايه استوار است که مدل هاي تئوري بايد براي همه سيستم هاي مولکولي با هر اندازه و نوعي بطور يکسان و قابل اجرا باشند. مدل هاي شيميايي در گوسين 98 از ترکيب روش هاي تئوري با مجموعه هاي پايه حاصل شده اند.
نرم افزار گوسين 98 قادر به پيش بيني خواص بسياري از مولکول ها و واکنش ها مي باشند.
از همان ابتدا بايد در محاسبات برنامه ي گوسين به دو مورد زير توجه کرد:
الف :هدف اصلي از انجام محاسبه
در اينجا منظور از هدف اصلي از انجام محاسبه اين است که براي سيستم مشخص کنيم که چه کاري را بايد انجام دهد ، زيرا براي انجام هر نوع کار محاسبه اي بايد از دستورات مختص به آن استفاده کرد ، مثلا براي بهينه سازي از دستورات OPT استفاده مي شود.
ب : روش محاسبه اي
روش هاي محاسباتي مختلفي براي انجام محاسبه وجود دارند ، اين نرم افزار بطور اختياري از روش هاي هرتري – فاک استفاده مي کند.
گوسين 98 يک گستره ي وسيعي از مدل هاي نظريه تابعي چگالي را بکار مي برد. انرژي ها ، اجزاي تجزيه اي و فرکانس هاي تجزيه اي درست براي تمامي مدل هاي DFT قابل دسترس است . قابليت پلاريزاسيون گرفته شده ، شدت هاي رامان و قابليت فوق پلاريزاسيون در طي محاسبات فرکانس DFT به حساب نمي آيند. ميزان واکنش خود سازگار ( SCRT ) مي تواند با انرژي DFT بهينه سازي و محاسبات فرکانس براي مدل سيستم ها استفاده گردد.
5-9-2 معرفي نرم افزار Gaussview
براي مشاهده فايل خروجي گوسين (out) از اين نرم افزار استفاده مي شود. همچنين براي مشاهد ي پارامتر هاي مختلف مولکول از Gaussview استفاده مي شود براي مشاهده زواياي پيوندي و فواصل بين اتم هاي مولکول که در آن فاصله بر حسب آنگستروم ملاحظه مي شود از اين نرم افزار مي توان استفاده کرد.
10-2 روش هاي محاسباتي و معرفي نرم افزار هاي مورد استفاده دراين پروژه
در اين پروژه از نرم افزارهاي Gaussview و Gaussian جهت بهينه کردن يا پايدار کردن ترکيبات و محاسبه پارامترهاي فيزيکي مختلف استفاده شده است.در اين پروژه براي بهينه سازي ترکيبات از روش HF و DFT و OPT و سري پايه 6-31G استفاده شده است.
شايان ذکر است به علت حجيم بودن و پيچيدگي زياد مولکول ها و تعداد بالاي مولکول ها در اين پروژه ، براي پايدار کردن و بهينه کردن و محاسبات نهايي هر مولکول زمان بسياري صرف محاسبه شده است.
در کنار بهينه سازي و محاسبه انرژي براي هر ترکيب مجموعه محاسبات NBO شامل درصد سهم مشارکت اوربيتال ها در هر اتم ، نسبت چگالي بار به هسته و محاسبه Freq (IR ) براي چهار دسته بندي شامل انرژي تراز هاي HOMO و LUMO و اختلاف تراز انرژي (gap) و ?max و انرژي تشکيل HF محاسبه شده است.
نرم افزار گوسين 98 را مي توان به عنوان ابزار پر قدرت براي کاوش در حيطه هاي گوناگوني از مطالعات شيميايي نظير اثرات جايگزيني ، مکانيسم واکنش ها ، رويه هاي انرژي پتانسيل و انرژي برانگيختگي بکار برد.
اين نرم افزار ، نرم افزاري بسيار مفيد و ارزشمند در علوم مختلف از جمله شيمي محاسباتي است. اين نرم افزار مجموعه اي از نرم افزار هاي به هم پيوسته مي باشد که انواع محاسبات اوربيتال مولکولي Ab initio و نيمه تجربي را انجام مي دهد .
در گوسين 98 کل ورودي استاندارد داراي قالب آزاد و قابل فهم مي باشد . براي داده هاي ورودي ، پيش فرض هاي منطقي در نظر گرفته شده است.
خروجي هم به گونه اي تنظيم شده است که خود بيانگر موارد زيادي است. اين نرم افزار مکانسيم هايي دارد که به کاربران پيشرفته امکان مي دهد تا پيش فرض ها را تغيير دهند. در حالت کلي ورودي در گوسين 98 از يک سري قواعد خاص پيروي مي کند که بخش مسير در فايل ورودي آن نوع محاسبه را تعيين مي کند .
اين مشخصه داراي سه قطعه مي باشد:
نوع ورودي
روش
مجموعه پايه
تلفيق روش و مجموعه پايه شيمي ,مدل را براي گوسين 98 معين مي نمايد که به آن سطح نظري گفته مي شود. در ورودي آن بايد نوع روش و مجموعه پايه کاملا مشخص باشد. اين کار معمولا به وسيله دو واژه کليدي در درون قطعه ي مسير در فايل ورودي انجام مي گيرد.
11-2 مطالعه بر روي مشخصات مولکول در گوسين
در اين قطعه از ورودي ، موقعيت هسته ها و تعداد الکترون هاي ? و ? مشخص مي شوند. براي تعيين پيکربندي هسته ها ، چند راه وجود دارد :
به صورت Z- ماتريس
به صورت مختصات دکارتي
ترکيب هر دو
در اولين خط از قطعه مشخصات مولکول ، بار الکتريکي و چند گانگي اسپين مشخص مي شود. از اين رو براي مولکول خنثي در حالت يکتايي ، مدخل [10] مناسب است و براي يون يا راديکال منفي از (2 و -1 ) استفاده مي شود. براي نشان دادن عنصر ، روش متداول اين است که پس از نام عنصر يک عدد صحيح ثانويه به عنوان شناسه آورده شود . C1 و C2 و … .
در مختصات دکارتي از شناسه هاي عناصر صرف نظر مي شود. در حالت کلي نرم افزار هاي گوسين 98 يک سري ورودي دريافت ميکند . با اجراي محاسبات ، يک فايل خروجي ارئه مي کند. هنگام اجراي محاسبه مي توان پنجره ي باز شده ، چگونگي مراحل محاسبه را مشاهده نماييد.
نتايج محاسبات در فايل خروجي تحت نام فايل ورودي که داده شده ، ظاهر مي شوند. فايل خروجي يک فايل طولاني است که بهينه سازي شکل و محاسبه ي فرکانس هاي ارتعاشي بعدي را انجام مي دهد.
12-2 آشنايي بيشتر با نرم افزا رw Gaussian 98
اين برنامه براي محدوده ي وسيعي از سيستم هاي تحت شرايط مختلف طراحي شده است و محاسبات آغازين را از قوانين مکانيک کوانتوم اجرا مي کند. Gaussian98w توسط شيميدانان ، فيزيکدانان و مهندسين جهت تحقيق در مطالعه مولکول ها و واکنش هاي معين با پتانسيل مورد نظر شامل گونه هاي پايدار و نيز ترکيباتي که مشاهده ي تجربي آن ها غير ممکن است ، حد واسط ها با عمر کوتاه ، ساختار هاي گذار و … بکار مي رود .
گوسين 98 مي توان انرژي ساختار هاي مولکولي ، فرکانس هاي ارتعاشي همراه با خواص مولکول متعدد را براي سيستم ها در فاز گازي و در محلول پيش بيني نمايند و نيز مي تواند آن ها را در حالت پايه و بر انگيخته مدل سازي کند. شيميدان ها اين نتايج بنيادي را براي انجام تحقيقاتشان با استفاده از گوسين 98 براي کشف پديده هاي شيميايي همچون اثرات استخلافي ، مکانيسم واکنش ها و گذار الکتروني بکار مي برند.
يکسري از روش هاي موجود در گوسين 98 عبارتند از :
HF, MP2 , MP5 , BD
DFT , CASSCF , QCISD , CIS
13-2 پيش بيني خواص مولکولي حاصل شده از گوسين
گوسين 98 توانايي پيش بيني بسياري از خواص مولکول ها و واکنش ها را دارد که عبارتند از :
قابليت پلاريزاسيون و فوق پلاريزاسيون
قطبش پذيري و ابر قطبش پذيري
حفاظت NMR و توانايي جذب مغناطيسي
الکترون خواهي و پتانسيل يونيزاسيون
ساختار و انرژي حالت گذار
مسير انجام واکنش
طيف هاي رامان و IR
بار هاي اتمي
انرژي هاي پيوندي و واکنش ها
قطبش پذيري
خواص ترموشيميايي
ممان چند قطبي
شدت هاي منشوري چرخشي ارتعاشي
اوربيتال هاي مولکولي
ساختار و انرژي مولکول
14-2 روش هاي مکانيک مولکولي و روش هاي نيمه تجربي
در بيشتر روش ها ، تعيين مجموعه پايه الزامي است ، چنانچه هيچ واژه کليدي براي مجموعه پايه انتخاب نشود . از مجموعه پايه ي STO – 3G استفاده مي شود.
مجموعه هاي پايه هاي زير در برنامه گوسين 98 يافت مي شوند:
6-31G , 6-311G , 4-31G , 6-21G , 3-21G , STO-3G , …
اولين توابع قطبش منفرد را مي توان با استفاده از نمادهاي * يا ** در خواست کرد.
دو عبارت ** با ( d , p ) مترادف مي باشند.
مثال: 6-31g** = 6-31G(d,p)
و مجموعه توابع پايه ي 3-21* فقط براي اتم هاي رديف دوم داراي توابع قطبش مي باشند.
15-2 روش هاي محاسباتي initio Ab
کلمه لاتين initio Ab به معناي آغاز مي باشد که نشانه ي محاسبه بر مبناي اصول بنيادي است . اين روش ، مطمئن ترين و معتبرترين روش ها مي باشند ، چون بهترين تقريب هاي رياضي را براي سيستم هايي با تعداد اتم هاي زياد ، حجم محاسبات زياد بوده و احتمال وجود موانعي در حين کار مي باشند ، پس بايد از روشي مناسب استفاده شود .
يکي از روش هاي مناسب در اين حالت روش initio Ab مي باشد که تحقيقات ما در اين پروژه با روش initio Ab انجام گرفته است.

در شيمي کوانتومي initio Ab از سه فرض بسيار مهم استفاده مي شود که عبارتند از:
الف ) تقريب بودن اپنهايمر که در ان هسته در مقايسه با حرکت الکترون ثابت فرض مي شود.
ب ) سري پايه ، نشانگر اوربيتال مولکولي
ج ) همبستگي الکترون که در برخي سطوح نظري در نظر گرفته مي شود.
اولين روش محاسباتي initio Ab ، روش ميزان خود سازگا ري هارتري-فاک (HF-SCF) است.
1-15-2 توانايي روش initio Ab
قابليت محاسبه

دیدگاهتان را بنویسید