computaçao quimica

computaçao quimica

(Parte 5 de 5)

43 Computação para Química DQ/CCEN/UFPB

Distância de Ligação, Ângulo de Ligação e Ângulo de Torção

Na visualização 3D é possível calcular a distância de ligação, o ângulo de ligação e torção de uma estrutura. Obviamente, esses valores devem ser calculados com a estrutura em sua forma mais estável, ou seja, antes de fazer tais cálculos devemos primeiro deixar a estrutura estabilizada. Para isso deve-se clicar sobre o botão otimização 3D assim o programa procurara a forma mais estável da molécula.

Calculando a distância de Ligação

Para calcular a distância de ligação deve-se ativar o botão “Bond

Length” e selecionar os dois átomos cuja a distância quer se saber. Para selecionar um átomo, clique sobre (Select Atoms), porém ele é automaticamente é ativado quando clica-se sobre “Bond Length” Ex: Calcular a distancia entre esses dois elementos

Clica-se sobre o botão de calculo de distancia e seleciona-os

Surge uma janela com a distancia entre os átomos selecionados (atenção para a unidade). Calculando angulo de Ligação

Processo similar ao calculo de distância as únicas diferenças são o botão a ativar que agora é o de ângulo de ligação (Angle) e o numero de átomos a selecionar (agora são três). Valor surge (em graus).

Calculando angulo de Torção

O ângulo de torção é aquele entre um determinado átomo e um plano formado por três outros átomos. Para calcular o ângulo de torção basta ativar o botão (Torsion Angle) e selecionar quatro átomos. Surgirá a janela contendo o valor do ângulo de torção (em graus).

Figura 54 Figura 53

Figura 5

Figura 56 Figura 57 - Angulo de torção

4 Claudia de F. Braga & Glaucio Jefferson A. Gomes

4.4 Verificando Tautomeria em Moléculas

O ChemSketch permite verificar se uma estrutura possui formas tautoméricas. Uma vez desenhada a estrutura, clique sobre o botão Tools” na parte superior da barra de ferramentas e em seguida sobre “Check Tautomeric Forms” e o programa informará se a estrutura apresenta (número de formas) ou não

Ex: Molécula ao lado.

IMPORTANTE: Lembre-se que para adicionar cargas a estruturas deve-se utilizar o botão na barra lateral esquerda (abaixo do botão com o R maiúsculo). Se o sinal mostrado não for o desejado, clique sobre a ponta branca do botão (canto direito inferior) e aparecerão as opções disponíveis.

Verifique se essa estrutura possui formas tautoméricas. Nesse caso teremos 2. Como essa estrutura possui duas formas, cópia 1ª. para área de trabalho.

Seleciona-se a segunda estrutura (essa será modificada) e clica-se sobre “Tools>Check Tautomeric Forms”. Aparecerá a janela mostrando a primeira forma (atual) clique sobre o botão “Next” e é mostrada a segunda forma. Uma vez apresentada a segunda forma clique sobre o botão “Replace” e a forma selecionada inicialmente será substituída pela forma tautomérica. Agora basta adicionar a seta dupla.

Exercício: Verifique a existência de Formas Tautoméricas na seguinte estrutura:

Faça um esquema mostrando todas as formas tautoméricas.

Figura 58

Figura 59

45 Computação para Química DQ/CCEN/UFPB

4.5 Imagens

Durante o desenvolvimento de aulas práticas geralmente fazemos uso de equipamentos que são formados por varias vidrarias unidas entre si. Desta forma, ao descrever um procedimento experimental às vezes necessitamos de uma imagem que ilustre a aparelhagem utilizada e nem sempre é fácil ou possível encontrar uma imagem de tal completa. Por exemplo, no caso de uma destilação.

As duas imagens abaixo mostram esquemas de condensadores. Um é resultado da soma de várias imagens da internet de diferentes sites e o outro foi feito no ACD ChemSketch. Você consegue imaginar qual foi o da internet e qual o do programa? E ainda, qual das duas imagens é mais conveniente a por exemplo um relatório de uma prática ou mesmo em uma publicação?

Claro que é perfeitamente possível encontrar a imagem de um destilador pronto na internet já que este é um aparelho relativamente simples, mas o mesmo não se pode dizer de aparelhos de extração por exemplo que são bem mais raros na rede por serem pouco conhecidos. Assim, um recurso muito útil no ACD ChemSketch é uma coleção de imagens de vidrarias e kits de laboratório que podem ser utilizados para montar os mais diversos aparelhos, tornando muito mais simples e rápido a criação de imagens desses equipamentos.

Utilizando o “Template Window”

O “Template Window” (janela de modelos) nada mais é que um conjunto de imagens que são adicionadas ao computador durante a instalação do ChemSketch. Lá pode-se encontrar não apenas vidrarias mas uma enorme quantidade de moléculas, modelos de orbitais, desenhos de estruturas, projeções e etc.

Figura 61 Figura 60

46 Claudia de F. Braga & Glaucio Jefferson A. Gomes

Para acessar a coleção vá em “Template” na parte superior da barra de ferramentas e em seguida em “Template Window” ou clique sobre o atalho na barra de ferramentas.

A janela será exibida. Os arquivos estão organizados em grupos e subgrupos. Seleciona-se primeiro o grupo no lado esquerdo do vídeo e em seguida o sub grupo na parte superior.

Para selecionar qualquer peça da janela basta clicar sobre a mesma daí a cada clique que for dado na área de trabalho do programa um objeto será adicionado. Para reverter a seleção basta pressionar a tecla “Esc” do teclado.

No caso do material de laboratório, algumas peças já vem montadas caso queira utilizar apenas parte dessas peças, selecione a peça completa, adicione-a a área de trabalho do programa. Com o objeto selecionado, vá em “Object” na parte superior da barra de ferramentas e em seguida clique em “Ungroup”, daí retire as peças que não interessarem e adicione as desejadas. Ao terminar, vá novamente em “Object” e em “Group” para agrupar os objetos desejados.

Faça o desenho do destilador mostrado anteriormente no ACD ChemSketch utilizando os materiais disponíveis no “Template Window” do programa.

Exercícios

Encontre no Template Window do ChemSketch e traga para a área de trabalho os seguintes compostos: d) Cholestane e) D-Ribulose (Forma estérica) f) Bufanolide (Forma estérica) g) α-D-Psicopyranose (Forma estérica) h) O símbolo de Radioativo e Corrosivo i) Modelo de estrutura cúbica de face centrada (CFC)

Figura 62

Figura 64 Figura 63 Figura 65

47 Computação para Química DQ/CCEN/UFPB

Desafio 2 – Diagrama de Reação 1. Faça o seguinte esquema de reação e o diagrama abaixo.

Dica: Para Desenhar o gráfico acima, você pode utilizar tanto fragmentos de c u r v a s q u e s ã o p o s t e r iormente agregados ou a ferramenta “Polyline” na seção “Draw”.

2. Desenhe o seguinte esquema: estabilidade do radical alil

Figura 6 - Diagrama esquemático da energia livre versus coordenada de reação para adição 1,2 e 1,4 do HBr ao butadieno 1,3.

48 Claudia de F. Braga & Glaucio Jefferson A. Gomes

5. - Laboratório Virtual

O laboratório virtual é um autêntico laboratório de química, em formato digital, com o qual pode-se criar e modelar experiências e reações, de forma fácil e segura. O software que utilizamos para estas ativiades é o Crocodile Chemistry. Este programa pode facilitar de maneira considerável o aprendizado acerca das reações químicas. Nele encontram-se diversos reagentes químicos, vidrarias, equipamentos e instrumentpos que podem ser utilizados e combinados conforme desejado. Daí as reações são modeladas à medida que os reagentes são adcionados. Pode-se ainda criar simultaneamente os gráficos de dados relativos a experiência, e visualizar os diversos mecanismos através de animações.

Assim como o ChemSketch, ele encontra-se na versão em inglês, porém este fato não dificultará o aprendizado acerca do programa, tendo em vista o seu alto teor ilustrativo durante o uso. Já existe uma versão em português (de Portugal) para este programa e em 2008 este foi substituído por duas novas versões Yenka Inorganic Chemistry e Yenka Electrochemistry. Todos esses programas necessitam de licença para que funcionem (o Crocodile custa entre 400 e 800 Euros dependendo do tipo de licença).

O Crocodile Chemistry apresenta-se da seguinte forma:

Ao ser iniciado o programa mostra em nome de quem encontra-se licenciado no momento, seguido da janela de boas vindas (ao lado). Nela tem-se a opção de visualizar uma série de tutoriais (em inglês) fornecidos pelo programa, caso não queira vê-los, basta fechar a janela.

Uma vez encerrada a janela de Boas Vindas tem-se a seguinte:

A Área de Trabalho é o local onde são realizados os experimentos.

Na barra de ferramentas encontramos todas as opções que o programa oferece.

Nos materiais e reagentes encontramos tudo aquilo que pode ser utilizado no experimento, reagentes, vidrarias, gráficos e imagens além de tutoriais com experimentos já prontos.

Figura 67 - Crocodile Chemistry

Figura 68 - Janela geral do Crocodile

(Parte 5 de 5)

Comentários