ChemOffice在“仪器分析”课程学习中的应用

昌美玉，陈 丹，裘兰兰，周 娟

（江苏医药职业学院，江苏盐城 224006）

0 引言

ChemOffice提供了Windows标准界面的菜单、工具条、标准行等用户界面，组合了最常用的“化学计算、化学分析和化学建模”等使用功能，其建模方式种类繁多，方便快捷，制作的图像文件能方便地插入Word，PPT等常用软件的文档［1-2］。ChemDraw软件是一款化学结构绘图软件，可以绘制、编辑高质的化学结构图，识别和显示立体结构，将结构和名称（IUPAC Name）进行转换，包含NMR数据库，能够与Excel集成，能够进行网络数据库信息管理等功能［3-4］。Chem3D则是一个用于设计化学模型的应用软件［5-6］，它用一个简单易用的图形界面和界面脚本将构建、分析、计算工具融于一体。将二维平面的有机分子结构图形转化成三维的空间结构，在分子和原子水平上模拟和分析分子的立体构象是Chem3D的一大特点。此外，Chem3D还提供了一些辅助的计算工具，且可以更好地运用到“仪器分析”的图谱绘制中。

将化学软件ChemOffice应用到“仪器分析”课程中，能有效地帮助教师克服传统教学手段无法直观展示有机分子空间和立体结构的不足，实现了课堂教学的延伸，更有利于学生自学和个人能力的提升。本文介绍了ChemOffice软件在“仪器分析”课程中紫外光谱法、红外光谱法以及薄层色谱法学习中的应用。

1 预测紫外光谱图

紫外光谱图，一般是紫外-可见吸收光谱，检测的是分子吸收电磁辐射后引起的电子态的跃迁。紫外-可见吸收光谱反映的是分子的电子能级结构，可以用来判断分子的共轭性质。以ChemOffice预测异喹啉的紫外图谱为例进行介绍如下：

（1）先用ChemOffice绘制出异喹啉的结构，单击菜单栏的“Calculation”——“MM2”——“Minimize Energy”。

（2）在“Job”下拉列表中选择“Minmize Energy”，点击“Run”进行计算。接着，在Output窗口显示计算结果。

（3）单击菜单栏的“Calculation”——“GAMESS Initerface”——“Predict UV/Vis Spectrum”在“Job”下拉列表中选择“Predict UV/Vis Spectrum”进行计算。

（4）预测异喹啉的紫外光谱如图1所示。

图1 预测异喹啉的紫外图谱流程

2 预测红外光谱图

红外光谱，通常是红外吸收光谱，检测的是分子吸收电磁辐射后引起的振动能级跃迁。分子中的特征官能团的特征振动对应于特定的红外吸收位置，因而可以用红外光谱的吸收峰的位置来鉴别待测分子结构。以ChemOffice预测β-萘酚的红外图谱图为例，具体步骤如下：

（1）先用ChemOffice绘制出β-萘酚的结构，单击菜单栏的“Calculation”——“MM2”——“Minimize Energy”。

（2）在“Job”下 拉 列 表 中 选 择“Minmize Energy”，点击“Run”进行计算。然后在Output窗口显示计算结果。

（3）单击菜单栏的“Calculation”——“GAMESS Interface”——“Predict IR/Raman Spectrum”再 在“Job”下 拉 列 表 中 选 择“Predict IR/Raman Spectrum”，然后点击“Run”，进行计算。

（4）根据“Output”窗口所显示的数据即可预测出物质的红外光谱图，如图2所示。

3 薄层色谱图的绘制

ChemOffice软件不仅可以用于光谱图的预测，在色谱图的绘制方面也有重要的作用。薄层色谱层析，是分析化学中的常用分析方法，它是以涂布于支持板上的支持物作为固定相，以合适的溶剂为流动相，对混合样品进行分离、鉴定和定量的一种层析分离技术。采用ChemOffice绘制薄层色谱的步骤如下：

（1）选择绘制薄层色谱的绘图工具，如图3所示。

（2）在文本框中单击即可绘制薄层色谱图，如图4所示。

（3）在色谱图中单击可添加点样，通过鼠标拖动可改变点样形状，选择菜单栏中“Colors”中的颜色可以任意设置点样的颜色，如图5所示。

4 结语

本文综述了ChemOffice在仪器分析中的具体应用，有效地克服了传统的教学手段无法直观展示有机分子空间和立体结构的不足，实现了课堂的延伸，提高了学生的分析应用能力，在教学实践过程中使学生掌握利用化学软件来解决实际的科研问题，并且通过相关软件对数据的分析对学生起到重要的帮助作用。学生能够最大化地利用现有的软件资源，使学生的科研分析能力得到相应的提高，同时能够提高学生对科学的研究热情和自信。同时，教学内容与最新科技相结合，并可以通过实际分析应用来指导教学，使学生所学更加有的放矢。

图2 预测β-萘酚的红外光谱流程

图3 薄层色谱绘制工具

图4 绘制薄层色谱

图5 薄层色谱的形状和颜色

ChemOffice软件适用于学习医学类和化学类等课程的研究生、本科生、专科生使用，一些涉及化学等相关专业的工作人员，也可将其运用到日常的工作和学习中。通过使用该款软件，既能够将“仪器分析”这门课程的教学变得更加丰富，又能将知识及学习技巧更加直观地传递给广大的学生。在鼓励学生们自行使用软件的过程中，激发并提高他们不断探索的进取精神，为日后的实际操作打下坚实的基础，也为今后深入学习相关的知识结构、理论分析及主动发展式学习发挥着巨大的作用。同时，解决了因实验设备数量不足和部分大型精密仪器设备无法给学生使用而造成的难题，此举在“仪器分析”课程的基础教学中具有广泛的应用前景。