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直通 Wolfram 研发:Wolfram 化学概览

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    小白

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    发表于 2023-5-31 09:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 dannie 于 2023-5-31 10:09 编辑


    内容大纲

  • Wolfram语言中的化学简史

  • ChemicalData -> Entity -> Molecule

  • 化学表达式

  • ChemicalFormula
  • ChemicalReaction
  • MoleculeName
  • FindIsomers

  • 分子可视化

  • 原子和键合标签
  • 新的绘图功能

  • 模式匹配

  • MoleculeMatchQ
  • MoleculeSubstructureCount, MoleculeContainsQ, MoleculeFreeQ

  • 化学转换
  • FeaturespacePlot
  • Wolfram化学资源


  • Wolfram 语言中的化学简史

  • ChemicalData


  • 化学表达式
    "Chemical" 实体

  • 从第10版开始,实体为Wolfram知识库提供了一个统一的接口
  • 扩展了查询多个实体或多个属性的语法


  • Molecule:一个可计算的化学对象
  • 第12版引入了Molecule,一个可计算的对象,可以代表任何单一的分子:

  • 一个分子是由原子和键组成的:
    分子属性按需计算:
    可以通过 MoleculeModify 轻松改变结构:




    ChemicalFormula
  • 一个 "化学 "实体代表一个在知识库中具有记录的单一化学物类,其具有完整的属性,如熔点、比热容等;
  • 一个分子可以是任何化学结构,必须有指定的连通性;
  • 化学式(ChemicalFormula)只有一个原子类型及其系数的列表——它代表具有给定公式的任何(或所有)化学物类。

  • 化学式有明确的分子质量和电荷:

  • 一个分子可以与一个给定的公式相匹配


  • ChemicalReaction
    获取反应物或产物:
    获取产物的计数:
    显示反应式:
    根据方程式串创建化学反应:
    这里的输入被解释为化学式:
    根据 ReactionSMILES 字符串创建化学反应:
    在这里,反应的组成部分是分子对象:
    分子可视化
    使用 IUPAC 名称创建分子。
    使用绘图主题来控制是否显示氢或如何描述芳烃键。
    MoleculePlot3D 有助于快速生成交互式绘图,其绘图主题对应于常见情形。
    通过参考原子索引来突出原子或键。
    AtomLabels
  • AtomLabels BondLabels MoleculePlot MoleculePlot3D 的新选项。


  • 范例:TNT 分子图,按其氧化状态标记所有的碳原子和氮原子


    模式匹配
    MoleculeMatchQ
  • 加入其他 Molecule 模式匹配函数:

  • FindMoleculeSubstructure
  • MoleculeContainsQ
  • MoleculeFreeQ
  • MoleculeSubstructureCount

  • 检验两个分子是否相互匹配:
    检验分子是否与化学式相匹配:

    检验分子是否与模式相匹配:

    一个双原子分子可以与键相匹配:



    默认情况下,立体异构体之间不匹配:

    范例:绘制糖的二维图,用原子的立体感来标记原子


    范例:使用子结构模式过滤异构体列表
  • 找到在氧和氮之间有一个芳香键的咖啡因的异构体,并将它们排列在最大的共同子结构上
  • 本范例使用了 FindIsomers、MoleculeContainsQ、MoleculeMaximumCommonSubstructure 和 MoleculeAlign


  • 现在在三维空间中排列所有分子

  • 化学转换
    计算 2300 毫克钠所含的毫摩尔数:

    计算 10 毫升水的分子数:

    计算 10 摩尔氦气的体积,单位为立方英尺:


    有多少摩尔的二磷酸三钙 Ca3(PO4)2

    计算 Ca3(PO4)2 和 Ca(OH)2  的化学计量比率

    将 5 克的 Ca(OH)2 转换为 Ca3(PO4)2:

    FeatureSpacePlot

    12.3 版本为分子对象引入了新的内置特征提取器。



    Wolfram 化学资源

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  • 化学工具
  • Wolfram|Alpha——使用自然语言的化学计算器Wolfram|Alpha 笔记本编辑器 ——数字笔记本中的多步骤化学计算Wolfram 演示项目 ——交互式化学演示工具Wolfram 语言——化学函数的分子系列
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