有机化学

化学编辑器的使用

在线习题系统中大量使用化学编辑器以输入分子结构等信息。如在反应式题或合成题空白处移入或点击鼠标,将出现“编辑”按钮:

反应式题中空白

合成题中空白

点击此按钮则将弹出对话框,其中的核心部件即为化学编辑器,其界面如下图所示:

化学编辑器界面

 

普通操作工具栏各主要按钮功用如下:

按钮 功用
新建文档
载入化学文档,支持mol/mol3000/CML/JSON等格式
存储化学文档
Undo,撤销前一步操作
Redo,重做之前撤销的操作
复制选中的对象
剪切选中的对象
粘贴之前复制或剪切的对象
打开对象检视器

 

而化学结构的输入主要依靠化学工具栏:

按钮 功用
选择工具,用以点选或框选原子、键等对象
删除工具,用以删除选中的对象
化学键工具,用以输入各类化学键(尤其是共价键)
原子工具,用以在分子结构中输入杂原子及一些常见基团
分子式工具,用以在文档中直接输入分子式
环工具,用以快速输入环丙烷、环己烷、苯等常见的环状分子
电荷工具,用以指定单个原子上的电荷
箭头工具,用以输入反应箭头、加热符号等图符
文本工具,用以直接输入一段文字

其中部分按钮按下后,编辑区下方会新出现一新工具栏。如点击化学键工具,下方将出现一行子按钮,以供输入不同种类的化学键(单键、双键、叁键、楔线键等):

 

对于输入有机分子而言,使用最多的当属化学键工具、环工具与原子工具,前两者构筑分子骨架,后者对原子进行改动。当前的编辑器中,输入的结构皆相当于键线式。以下几段视频大致说明了输入分子的一些基本操作。

使用化学键工具输入分子骨架

有机分子的基本骨架可以用化学键工具轻松搭建起来。对于类似完成反应式这样的题型,每空限填入一个分子,这时编辑器中将会限制输入,后继的键只能在已输入分子的原子上“生长”出来。

输入环状分子

单用化学键工具也可以输入环结构,但环工具提供了更快捷的手段。另外新环也可以在旧环的基础上“生长”,生成桥环或螺环结构。

使用原子工具输入杂原子与常见基团

对于碳之外的杂原子,类似于键线式中的做法,我们需要用原子工具输入杂原子类型,如本例中的氧原子。需要注意的是,输入杂原子时,只需键入杂原子的元素符号,而无需指定该原子连接氢的数目,编辑器会根据原子旁成键情况自动计算并标出杂原子上的氢——这点与纸面上的键线式略有区别。如在纸面键线式中的羟基,我们需要手动写出-OH两个原子,而该例中左上角的羟基只需输入O原子,H会自动标记上去(与之对应,右侧五元环上的O编辑器也自动判断其上未连接H)。

此外,利用原子工具,也可直接输入甲基、乙基、苯基、羧基、醛基等一系列常见基团,在编辑框中直接输入该基团缩写即可(如本例中的甲氧基与酯基)。输入基团时,缩写中的H切勿省去,如羧基,必须输入COOH而非COO。

操作已输入的分子

对于编辑器中的既有对象,可以利用选择工具将其选中,而后执行移动、缩放、旋转等操作。若有多余的原子或键,可以利用删除工具抹去。

输入反应式

对于合成、机理等题型,我们需要输入的不再是单个分子,而是一系列的反应式。此时我们可在编辑区空白处点击键工具或环工具,加入新的分子。箭头工具可用以输入反应箭头、加热符号等图符,分子式工具可输入反应中涉及的简单或无机分子。

由于较为复杂,目前需要输入反应式的合成、机理等题型无法自动评判,须由教师手动评分。