量子化学计算和可视化分析在弱相互作用的教学中的应用

doi:10.12461/PKU.DXHX202407011

大学化学 >> 2025, Vol. 40 >> Issue (3): 199-205.doi: 10.12461/PKU.DXHX202407011

所属专题：理论与计算化学在化学及其交叉学科教学中的应用

量子化学计算和可视化分析在弱相互作用的教学中的应用

徐慧影, 梁铭慧, 周志, 高辉, 易伟

广州医科大学药学院, 广州 511436

收稿日期:2024-07-01 录用日期:2024-10-16 发布日期:2025-03-19
通讯作者: 高辉, 易伟 E-mail:yiwei@gzhmu.edu.cn;gaoh9@gzhmu.edu.cn
基金资助:
广东省研究生教育创新计划项目-学位与研究生教育改革研究(2022JGXM081)；广东省研究生教育创新计划项目-研究生示范课程建设项目(2021SFKC070)；2024年度广州医科大学全科医学与继续医学教育项目(广医大继[2024]1号)

Application of Quantum Chemistry Computation and Visual Analysis in Teaching of Weak Interactions

Huiying Xu, Minghui Liang, Zhi Zhou, Hui Gao, Wei Yi

School of Pharmaceutical Sciences, Guangzhou Medical University, Guangzhou 511436, China

Received:2024-07-01 Accepted:2024-10-16 Published:2025-03-19
Contact: Hui Gao, Wei Yi E-mail:yiwei@gzhmu.edu.cn;gaoh9@gzhmu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 弱相互作用在化学教学中十分重要，在研究化学分子内部和分子间作用时常常涉及到这一概念，比如氢键对熔沸点、酸碱性和异构现象的影响，共轭作用对稳定性的影响等。本文以一些大学化学教学内容中经常出现的具体例子为研究对象，通过量子化学计算以及波函数分析，做出直观的图像，帮助学生理解一些重要的概念和理论。本文能够为有机化学理论课以及实验课的教学提供素材和案例。

关键词: 弱相互作用, 量子化学计算, 可视化分析, 氢键, 化学教学

Abstract: Weak interactions play a crucial role in the chemistry education and are often encountered when studying both intramolecular and intermolecular interactions. These include the effects of hydrogen bonding on melting/boiling points, acidity/basicity, and isomerism, as well as the influence of conjugation on stability. This paper focuses on specific examples commonly found in university-level chemistry courses. By employing quantum chemistry calculations and wave function analysis, intuitive visual representations are generated to aid students in understanding key concepts and theories. This work aims to provide materials and case studies for teaching both theoretical and experimental aspects of organic chemistry.

Key words: Weak interaction, Quantum chemistry calculation, Visual analysis, Hydrogen bond, Chemistry teaching

徐慧影, 梁铭慧, 周志, 高辉, 易伟. 量子化学计算和可视化分析在弱相互作用的教学中的应用[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 199-205.

Huiying Xu, Minghui Liang, Zhi Zhou, Hui Gao, Wei Yi. Application of Quantum Chemistry Computation and Visual Analysis in Teaching of Weak Interactions[J]. University Chemistry, 2025, 40(3): 199-205.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.12461/PKU.DXHX202407011

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2025/V40/I3/199

[1]	朱伟钢, 王建凤, 齐强, 李婧, 张志成, 于曦. 面向智能时代的化学信息学与人工智能化学理论课程建设[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 34 -42 .
[2]	冯五一, 赵娣. 浅谈人工智能技术融入高校化学教学的意义和举措[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 156 -163 .
[3]	房喻. 人工智能赋能教育：从跟随ChatGPT-4进行的一次自主学习说起[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 1 -4 .
[4]	吴凌莉, 雷圣宾. 生成式人工智能驱动化学创新教学的现状及展望[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 206 -219 .
[5]	赵雪霏, 胡绪红, 贾振华. 理论与计算化学在傅-克烷基化反应教学中的应用[J]. 大学化学, 2025, 40(8): 360 -367 .
[6]	李旭, 李清兰, 王庆吉. 计算化学在无机化学中的教学研究与实践[J]. 大学化学, 2025, 40(7): 345 -351 .
[7]	吴新鑫. 基础有机化学教学中自由基重排反应的课程设计及其课程思政元素的融入[J]. 大学化学, 2025, 40(6): 316 -325 .
[8]	郭子豪, 马士宸, 陈建成. 烯烃环化反应中6电子试剂的等瓣相似性和等电子关系[J]. 大学化学, 2025, 40(6): 160 -166 .
[9]	张秋婷, 吴帆, 刘锦, 林子俺. 框架材料色谱固定相及手性分离[J]. 大学化学, 2025, 40(4): 291 -298 .
[10]	朱美凤, 程锦, 黄凯, 练成, 徐首红, 刘洪来. 经典密度泛函理论辅助理解电化学界面[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 148 -152 .
[11]	赵素品, 谢静. 应用量化计算理解水分子的振动斯塔克效应[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 178 -185 .
[12]	冯爱利, 陆鑫, 刘鹏, 张冬菊. 酸催化羧酸与醇酯化反应的计算化学研究[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 92 -99 .
[13]	穆雪丽, 韩玲利, 刘涛. 量子化学计算方法研究溴丁烷E2消除反应——设计一个计算化学实验[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 68 -75 .
[14]	钟颖璇, 魏占坤, 周立镈, 宗嘉渊, 李梦帆, 程旭. 环己烯的电化学自由基碳氢键氧化反应[J]. 大学化学, 2025, 40(2): 348 -356 .
[15]	王琳琳, 刘刚, 柴春笑, 路庆明, 马莹. 6S理念在高校仪器分析化学教学实验室规范化管理中的应用[J]. 大学化学, 2025, 40(10): 186 -193 .

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