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縱觀以往的有機化學教學而言,在分子立體結構降解方面,很多教師僅僅依靠分子結構進行展示,但是這種展示方式一般缺少形象直觀因素作支撐,為此對于學生而言學生依舊很難懂得分析立體結構知識,導致學生無法想象出分子結構,無法深入理解,更加無法達到學以致用的目的。可在化學教學中,有機化合物分子結構是化學整體教學的重點,它的立體幾何構成與化學分子反應機理與物理、化學性質等之間存在著極大的關聯。伴隨計算機技術的發展,已經有很多軟件能夠對分子結構展開模擬演示,教師也能夠利用這些軟件進行教學,從而使得學生能夠更加清楚的認識到化學分子結構模式,使學生能夠真正理解分子結構,應用這部分知識。例如ChemOffice等相關化學輔助教學軟件,都能夠利用3D技術完成分子立體結構模擬演示操作,并且對化學分子中各種模型結構都能夠完成模擬,例如球棍模型等,都能夠提升學生對分子結構的理解,也能夠提升學生的想象力等。例如在對乙烷分子構象教學過程中,教師可以應用Gaussian03軟件進行教學,通過對該軟件的操作來完成分子構成,將其和分子能量展開關聯。具體做法為:首先需要建立乙烷分子模型,之后優化分子模型。其次,為了能夠有效的完成360度旋轉C-C,就需要改變H4-C3-C2-H1二面角,將Scan輸入其中,掃描所有旋轉過程中的勢能曲線。最后,對C-C旋轉曲線先開分析,同時研究分子勢能構象變化規律,最終和勢能曲線最低點對應的構象便為穩定構象,也可以被稱之為交叉型構象。
2計算化學軟件對分子光學模擬的分析
在有機化合物分子光譜學習中,對其特征的學習能夠使得學生更加靈活的應用相應的化學知識來分析物質世界。在現代社會發展中,科學家們要真正的完成對分子光譜的分析與了解工作,一般需要現代儀器對有機物的分子結構展開分析,但是這些儀器卻不能在實際教學課堂上應用。但是Gaussian03軟件卻與之不同,該軟件能夠被應用在實際混血教學課堂當中,在課堂上完成對分子光譜的模擬和預測操作。例如在對有機分子紅外光譜與振動模式學習的過程中便可利用這款軟件,引導學生分析與觀察模型演示,從而使得學生更加直觀的學習其知識,并且理解與運用化學知識。另外在化學教學課堂上利用軟件ChemOffice也可以對有機化物的質荷比與核磁共振譜圖實施預測與模擬工作。例如,可以對苯內酮模擬測試等。除此之外,計算機軟件也可以對化學反應機理展開演示。在相應有機化學教學過程中,化合物的有機反應是教學的一個重點,同時也是教學難點,由于機理反應后所帶來的影響一般較為復雜,并且具有較多的種類,過于抽象,因此學生在學習這部分知識的過程中感覺到很吃力,對知識點也是很難理解,無法深入的把我與研究。可實際上掌握這部分的知識,能夠幫助學生對日后學習合成工藝與合理選擇等有著極大的幫助,具有提升學生科研能力的作用。為此,我們可以認為有機反應教學能夠對學生的學習帶來較大的意義,能夠推動學生的發展。實踐表明,Gaussian03軟件在這部分知識教學中能夠有效的解決其中的問題,不僅可以讓學生理解其中的知識,還能夠讓學生較為輕松的掌握與了解這一理論。例如,在學習雙分子親核反應的過程中,具體操作可為:第一,需要建立起相應的模型,如CH3CL+BR-等等,并且對所建模型進行優化;第二,利用相應程序將相關反應形態表現出來,并且對其包含的關鍵詞展開深入的計算與設計;第三,通過相應的計算,將分子結構與能量在化學反應過程中將其變化規律展現出來,并且通過軟件對該反應的演示,學生更容易觀察親核試劑以及離去基團等之間的演變過程,從而使得學生更輕松的理解該部分的知識,在仔細觀察之下,學生對反應過程中呈現的狀態有所了解,這有利于學生在實際應用該部分知識的時候靈活思考與使用,最終實現大學有機化學教學效率提升的目的。
3總結
本文主要針對計算化學軟件在大學有機化學教學中的實際應用進行分析,通過對計算機化學軟件在分析立體模型顯示方面的分析以及計算化學軟件對分子光學模擬的分析等,明確在大學有機化學教學中,計算機軟件占據著極為重要的位置。它的應用不僅有利于協助教師的化學教學任務的完成,還有利于學生理解其化學知識,通過計算機軟件模擬演示的觀察,對化學分子知識進行深入理解,從而提升化學課堂教學效率,更加提升學生的知識運用能力等。
作者:孫林 王素玲 單位:宣化科技職業學院