Molekle 3D Info Version 3.42 Auf der Diskette muž der Ordner "MOLEKUEL" mit folgenden Dateien vorhanden sein: - MOLEKUEL.PRG (enth„lt das Programm) - MOLEKUEL.RSC (zugeh”riges Resourcefile) - MOLEKUEL.DAT (enth„lt das Programmlogo) - RADIEN.DAT (enth„lt Atom-, Ionen- und v.d. Waals-Radien) - FARBEN.DAT (enth„lt eine Grafik fr die Farbabstimmung) - RGB.DAT (enth„lt Daten fr die Farbabstimmung) Ntzlich sind noch die Files: - DEMO.KOO (Demo-File fr Koordinaten) - DEMO.BIN (Demo-File fr Bindungen) - DEMOx.PI2 (Demografik fr hohe Aufl”sung) - DEMOx.PI1 (Demografik fr mittlere Aufl”sung) - MOPAC.DKI (Definition fr Input von Koordinaten fr MNDO) - MOPAC.DZO (Definition fr Output der Z-Matrix fr MNDO) - INFO.DOC (Dieses Info als 1ST-Word-File) - INFO.ASC (Dieses Info als Text-File) Fr die Darstellung der Molekle sind zweierlei Informationen notwendig: - Atomsymbol und X,Y und Z-Koordinaten - Verbindungsliste der Atome Es k”nnen bis zu 256 Atomkoordinaten und 256 Bindungen definiert werden. Die Anzahl der Bilder fr eine Bildfolge h„ngt vom freien Speicher ab. Der vorhandene Speicher wird vom Programm festge- stellt und die daraus resultierende maximale Anzahl an Bildern ermittelt. Pro Bild werden ca. 19 kB RAM ben”tigt. Bei einem Speicher von 1 MB mit TOS im ROM k”nnen etwa 30 Bilder abgelegt werden. Das Programm arbeitet in der hohen und mittleren Aufl”sung und ist auf allen ST's (260, 520, 1040 und MEGA ST) mit TOS im ROM lauff„hig! Inhaltsverzeichnis: 0 Programmstart 0.1 Allgemeines 0.2 Kurzanleitung 1 Daten 1.1 Koordinaten editieren 1.2 Bindungen editieren 1.3 Koordinaten/Bindungen speichern 1.4 Koordinaten/Bindungen laden 1.5 Koordinaten/Bindungen l”schen 1.6 Koordinaten/Bindungen mischen 1.7 Bindungen generieren 1.8 Radien editieren 1.9 Radien speichern 1.10 Zum Desktop 2 Z-Matrix 2.1 Z-Matrix editieren 2.2 Z-Matrix laden 2.3 Z-Matrix mischen 2.4 Z-Matrix speichern 2.5 Z-Matrix drucken 2.6 Koordinaten berechnen 3 Input/Output 3.1 Koordinaten Input 3.1.1 Definition des Inputs 3.1.2 Koordinaten Input durchfhren 3.1.3 MOPAC-Daten laden 3.2 Z-Matrix Input/Output 3.2.1 Definition des Inputs/Outputs 3.2.2 Input/Output durchfhren 3.2.3 Input/Output der Z-Matrix fr MOPAC 3.3 Daten in kartesische Koordinaten umwandeln 3.4 Molekl-Editor laden/starten (noch nicht implementiert) 4 Grafik 4.1 Berechnen 4.2 Zeigen 4.3 Invertieren 4.4 Hardcopy 4.5 Bildformat festlegen 4.6 Laden 4.7 Speichern 4.8 Parameter drucken 4.9 Hintergrund laden 4.10 Hintergrund l”schen 5 Farben 5.1 RGB-Werte einstellen 5.2 RGB-Werte laden/speichern 6 Extras 6.1 Datei l”schen 6.2 Neuen Ordner anlegen 6.3 ASCII-Datei anzeigen 6.4 Uhrzeit/Datum anzeigen 6.5 Uhrzeit/Datum einstellen 6.6 Bildschirm restaurieren 7 Menue 2/Grafik berechnen 7.1 Parameterdialogbox 7.1.1 Rotation 7.1.1.1 Rotation um Ursprungs/aktuelle Achse 7.1.1.2 Rotation um X-, Y- oder Z-Achse 7.1.2 Projektion 7.1.3 Radius 7.1.3.1 Stick and Ball 7.1.3.2 Kugeln 7.1.4 Zeichne 7.1.4.1 Bindungen 7.1,4.2 Achsen 7.1.4.3 Atomsymbol 7.1.4.4 Atomnummer 7.1.5 Bilder 7.1.5.1 Einzelbild/Bildfolge 7.1.5.2 Bildgr”že 7.1.5.3 Farbiges Stereobild 7.1.6 Mažstab 7.1.7 Modus 7.2 Ausschnitt speichern 7.3 Einstellung der numerischen Parameter 7.3.1 Bilder 7.3.2 Drehwinkel 7.3.3 Drehung um X/Y 7.3.4 Verschiebe in X/Y 7.3.5 Atom in Koordinatenursprung 7.3.6 Gr”že in Pixeln 7.3.7 Abstand 7.3.8 Einheit 7.3.9 Stereobild Differenz 7.3.10 Zeige Bild 7.3.11 Geschwindigkeit 7.3.12 Start 7.3.13 Zum Menue 1 8 Fehler im Programm 0 Programmstart 0.1 Allgemeines Nach dem ™ffnen des Ordners "MOLEKUEL" wird das Programm durch Doppelklick auf "MOLEKUEL.PRG" gestartet. Sollten vom Programm ben”tigte Programmteile nicht im Ordner vorhanden sein, bricht das Programm mit einer entsprechenden Meldung ab und kehrt zum Desktop zurck. Im anderen Fall erh„lt man nach Drcken einer Maustaste eine Menuezeile, auf die wie gewohnt zugegriffen werden kann. Im unteren Teil des Bildschirms befinden sich Informationen ber im Speicher befindliche Daten. Aužerdem wird der freie Speicher auf der Diskette im Arbeitslaufwerk angezeigt. Arbeits- laufwerk ist zun„chst das Laufwerk, von dem das Programm gestar- tet worden ist. Soll das Arbeitslaufwerk gewechselt werden, kann dies durch Anklicken der Pfeile links bzw. rechts von der Laufwerksbezeichnung geschehen. Grunds„tzlich sind - zumindest fr das Betriebssystem des Rechners - die Laufwerke A: und B: vorhanden. Wird bei nur einem tats„chlich angeschlossenem Lauf- werk B: angew„hlt, fordert das System zum Wechsel der Diskette auf. Auf alle anderen Laufwerke (RAM-Disk, Hard-Disk etc.) kann dagegen nur zugegriffen werden, wenn diese auch angemeldet sind. Die Angabe ber den freien Speicher auf einer Diskette wird nur dann automatisch aktualisiert, wenn ein schreibender Disketten- zugriff stattgefunden hat. Eine Aktualisierung, z. B. nach Diskettenwechsel, kann durch Anklicken auf das Feld "Freier Speicher" erzwungen werden. Die Angabe ber die RAM-Belegung wird nur aktualisiert, wenn das entsprechende Feld angeklickt wird. 0.2 Kurzanleitung W„hlen Sie zun„chst den Menuepunkt "DATEN" und dort den Punkt "KOORDINATEN LADEN" an. In der Fileselectbox nun den Ordner "MOLEKUEL" durch Anklicken ”ffnen und die Datei "DEMO.KOO" anw„hlen. Ist der Ladevorgang beendet, erneut den Menuepunkt "DATEN" und dort den Punkt "BINDUNGEN LADEN" anw„hlen. Als Default ist jetzt die Datei "DEMO.BIN" vorgegeben, die nach Anklicken des "OK"-Feldes oder durch Drcken der RETURN-Taste geladen wird. Jetzt kann der Menuepunkt "GRAFIK - BERECHNEN" angew„hlt werden. Klickt man nun des Feld "START" an, wird das Molekl dargestellt. 1 Daten 1.1 Koordinaten editieren Die Eingabe der Koordinaten erfolgt nach Anklicken des Menue- punkts "KOORDINATEN EDITIEREN". Man gelangt dadurch in einen Editor, der die Dateneingabe erm”glicht. In der Spalte "Art" kann das Atomsymbol eingegeben werden, in den Spalten X, Y und Z die Koordinaten. Zur Eingabe bewegt man den Mauszeiger auf die gewnschte Spalte und Zeile und drckt dann die linke Maustaste. Der Mauszeiger verschwindet und die Eingabe kann erfolgen. Wird sie mit "RETURN" beendet, springt die Eingabemarke eine Zeile nach unten und erm”glicht die n„chste Eingabe. Mit der Taste "Undo" kann der Inhalt des Feldes gel”scht werden. Mit den Tasten Cursor rechts und Cursor links kann man sich im Feld bewegen, ohne dies zu ver„ndern. Mit "Insert" kann ein Zeichen eingefgt, mit "Backspace" dagegen gel”scht werden. Mit der Cursor nach unten Taste kann das n„chste, rechts vom Cursor liegende Feld erreicht werden. Mit Cursor nach oben erreicht man das links vom Cursor liegende Feld. Soll dieser Vorgang beendet werden, so ist die "ESC"-Taste zu drcken. Der Mauszeiger wird wieder sichtbar und man kann nun ein anderes Feld auf dem Bildschirm anklicken. Die Pfeile nach oben bzw. nach unten bewirken ein Scrolling in die angegebene Richtung. Der einzelne Pfeil bewirkt ein Scrolling um eine Zeile, der Doppelpfeil um 15 Zeilen. In der Zeile "Molekl" kann der Name des Molekls eingetragen werden. Die Anzahl der Atome kann durch Anklicken des entsprechenden Feldes ver„ndert werden. šber des Feld "Menue" kommt man zum Hauptmenue zurck. 1.2 Bindungen editieren Dieser Menuepunkt erm”glicht die Eingabe bzw. Žnderung der Bindungsliste. Die Eingabe erfolgt analog wie unter "Koordinaten editieren" beschrieben. Nach der Eingabe eines Atom-Paares wird angezeigt, um was fr eine Bindung es sich handelt (z.B. C-C). Aužerdem wird die Bindungsl„nge berechnet und ausgegeben. Man hat somit die M”glichkeit, seine Eingabe auf Richtigkeit zu berpr- fen und ggf. eine zu lange oder zu kurze Bindung zu finden. Aužerdem wird berprft, ob die angegebenen Atome berhaupt vorhanden sind. Sollten z.B. 37 Atomkoordinaten definiert sein und man gibt eine Bindung zwischen Atom 34 und 38 an, so wird dies als Bindung zwischen "34 + 0" angezeigt. Es ist daher notwendig, vor der Eingabe der Bindungen die Atomkoordinaten zu laden oder einzugeben. 1.3 Koordinaten/Bindungen speichern Nach erfolgter Eingabe sollten die Daten gespeichert werden. Dazu sind die Punkte "KOORDINATEN SPEICHERN" bzw. "BINDUNGEN SPEI- CHERN" anzuw„hlen. Fr die Koordinaten sollte der Dateiname mit dem Bezeichner ".KOO" bzw. fr die Bindungen mit dem Bezeichner ".BIN" enden. 1.4 Koordinaten/Bindungen laden Hierzu sind die Punkte "KOORDINATEN LADEN" bzw. "BINDUNGEN LADEN" anzuw„hlen. Fr die Koordinaten ist der Dateiname mit dem Bezeichner ".KOO" bzw. fr die Bindungen mit dem Bezeichner ".BIN" voreingestellt. 1.5 Koordinaten/Bindungen l”schen Durch Anwahl dieses Punktes werden alle Koordinaten und Bindungen im Speicher gel”scht. 1.6 Koordinaten/Bindungen mischen Dieser Menuepunkt fhrt zur Vereinigung zweier Dateien. Sollen zum Beispiel zwei Molekle miteinander auf dem Bildschirm verglichen werden, so kann man dies folgendermažen erreichen: zuerst werden die Koordinaten und danach die Bindungen des ersten Molekls mit "Koordinaten laden" und "Bindungen Laden" in den Speicher gebracht. Danach werden die Koordinaten des zweiten Molekls mit "Koordinaten mischen" geladen. Dadurch wird die zweite Atomliste an die erste angeh„ngt. Abschliežend wird die zweite Bindungsliste mit "Bindungen mischen" geladen. Es k”nnen soviele Molekle "gemischt" werden wie Speicherpl„tze vorhanden sind (Maximalwerte siehe oben). Es ist aber unbedingt darauf zu achten, daž immer wechselweise Koordinaten und Bindungen "gemischt" werden! Ein Anh„ngen einer Bindungsliste nach Mischen einer Z-Matrix ist nicht m”glich! 1.7 Bindungen generieren Sofern Koordinaten nebst zugeh”rigen Atomsymbolen vorhanden sind, k”nnen die Bindungen generiert werden. Eine Bindung wird angenommen, wenn die Summe der Atomradien etwa dem Abstand der beiden Atome entspricht. Sollten unsinnige Bindungen gezogen worden sein, so k”nnen diese unter "Bindungen editieren" gel”scht werden. Fehlende Bindungen k”nnen dort auch erg„nzt werden. 1.8 Radien editieren Man gelangt in einen Editor (Beschreibung siehe unter "KOORDINATEN EDITIEREN"), der es erlaubt, die vorhandene Liste der Radien zu erweitern bzw. zu ver„ndern. Das Elementsymbol "CA" steht fr Kohlenstoff in aromatischen Ringen. "CM" steht fr Kohlenstoff in Methyl- bzw. Methylengruppen. Diese Unterscheidung ist nur bei van der Waals-Radien von Bedeutung. Alle Radien sind in Einheiten des Koordinatensystems anzugeben (i. A. Angstr”m). 1.9 Radien speichern Zum Speichern muž sich die Diskette mit dem Ordner "MOLEKUEL" im Arbeitslaufwerk befinden, da die Speicherung immer in das File "RADIEN.DAT" im Ordner "MOLEKUEL" erfolgt. Ist der Ordner nicht vorhanden, so wird Fehler Nummer -34 (Pfadname nicht gefunden!) ausgegeben. Diese Datei wird automatisch vom Programm zu Beginn geladen, da sie alle notwendigen Daten fr die Darstellung der Radien enth„lt. Entsprechend sorgf„ltig sollte diese Datei ge- pflegt werden! 1.10 Zum Desktop Beendet das Programm und kehrt zum Desktop zurck. Sind Daten editiert aber noch nicht abgespeichert worden, so erscheint eine entsprechende Warnung. 2 Z_Matrix Die Z-Matrix erm”glicht eine vereinfachte Eingabe der Geometrie. Diese Routine entstammt aus dem MNDO-Programm von M.J.S. Dewar in der MOPAC-Version 2.0 (QCPE 464). Fr jedes Atom sind sieben Werte anzugeben. Der erste Wert gibt die Ordnungszahl des betrachteten Atoms I an. Der zweite dieser Werte gibt den Abstand des Atoms I zu einem bereits definierten Atom NA an. Der dritte gibt den Winkel an, den das betrachtete Atom I mit zwei bereits definierten Atomen NA und NB bildet. Der vierte Wert definiert den Winkel, um den das bereits definierte Atom NC im Uhrzeigersinn um die Achse gedreht werden muž, die von zwei definierten Atomen NA und NB festgelegt wird. Dabei blickt man von NB in Richtung NA und dreht Atom NC. Die Werte fnf bis sieben legen jeweils die Atome NA, NB und NC fest. Fr die ersten drei Atome gilt folgende Regelung: das erste Atom liegt immer im Koordinatenursprung. Atom zwei liegt auf dem positiven Ast der X- Achse. Atom drei liegt in der X-Y-Ebene. Ein Beispiel zur Verdeutlichung: die Geometrie des Ethylens soll definiert werden. Hierbei liegen alle sechs Atome in einer Ebene. H(4) H(3) . . . . C(1) ==== C(2) . . . . H(5) H(6) Atom OZ Abstand Bindungswinkel Fl„chenwinkel I NA-I NB-NA-I NC-NB-NA-I NA NB NC 1 6 0.000 0.000 0.000 0 0 0 2 6 1.340 0.000 0.000 1 0 0 3 1 1.090 121.200 0.000 2 1 0 4 1 1.090 121.200 0.000 1 2 3 5 1 1.090 121.200 180.000 1 2 3 6 1 1.090 121.200 0.000 2 1 5 Atom 1 stellt ein Kohlenstoffatom dar (OZ=Ordnungszahl=6). Alle brigen sechs Werte des ersten Atoms mssen den Wert 0 haben. Atom 2 ist wiederum ein Kohlenstoff, das von Atom 1 (=NA) den Abstand von 1.34 Angstr”m hat. Die weiteren vier Werte sind wiederum 0. Atom 3 ist ein Wasserstoff. Es hat von Atom 2 (NA) den Abstand von 1.09 Angstr”m und bildet mit den Atomen 1 (NB) und 2 (NA) einen Winkel von 121.2 Grad. Die beiden brigen Werte mssen 0 sein. Atom 4 ist wiederum ein Wasserstoff. Es ist 1.09 Angstr”m von Atom 1 entfernt und bildet mit den Atomen 1 (NA) und 2 (NB) einen Winkel von 121.2 Grad. Blickt man nun von Atom 2 (NB) in Richtung Atom 1 (NA), so muž man Atom 3 (NC) um einen Winkel von 0 Grad drehen, um den Wasserstoff I zu erreichen. Atom 5 ist ebenfalls ein Wasserstoffatom. Es ist 1.09 A von Atom 1 entfernt und bildet mit den Atomen 2 und 1 einen Winkel von 121.2 Grad. Blickt man nun von Atom 2 nach Atom 1, so muž man Atom 3 um 180 Grad im Uhrzeigersinn drehen, um Atom 5 zu erreichen. Atom 6 schliežlich ist ebenfalls ein Wasserstoff. Es ist 1.09 A von Atom 2 entfernt und bildet mit den Atomen 2 und 1 einen Winkel von 121.2 Grad. Man erreicht es, wenn man von Atom 1 in Richtung Atom 2 blickt und Atom 5 um 0 Grad dreht. Bei Ringstrukturen ist es nicht sinnvoll, sich von einem Ringatom zum n„chsten zu "hangeln". Es gibt die M”glichkeit, "Dummy-Atome" zu definieren, die der Vereinfachung dienen. Solche "Atome" werden durch die Ordnungszahl 99 gekennzeichnet und werden bei der grafischen Darstellung nicht bercksichtigt. Dazu folgendes Beispiel: C(4) . . . . C(5) C(3) . . . . . . . . C(6) C(2) . . . . C(1) Es ist wenig sinnvoll, sich von Atom C(1) entlang des Ringes bis nach C(6) vorzutasten. Besser ist es, im folgenden Beispiel: C(10) . . . . . . C(9)........99(7).......C(8) . . . . . . . . . . . . C(5)........99(4).......C(6) . . . . . . . . 99(2).......C(1) . . 99(3) Man nutzt die Symmetrie des Molekls bei der Definition aus und braucht dann nur noch die Fl„chenwinkel zu vertauschen. Wichtig dabei ist, daž man nicht drei Atome, die auf einer Geraden liegen, benutzt, um ein Atom zu definieren. C(10) kann z.B. nicht durch die Atome 1, 4 und 7 definiert werden. Wenn man Strukturelemente aufbaut, um diese an andere Molekle anzuh„ngen, sollte das erste Atom ein Kohlenstoff sein. Die n„chsten beiden sollten Dummy-Atome sein, Man hat dann gewisser- mažen einen Hebel, den man benutzen kann, um den Rest des Molekls um eine Bindung zu drehen (s. Beispiel oben). Weitere kommentierte Beispiele findet man in "A Handbook of computational Chemistry", Tim Clark, Wiley Interscience, 1985. 2.1 Z-Matrix editieren Hat man die Matrix eingegeben oder geladen, so braucht der Editor zur Berechnung der Koordinaten nicht extra verlassen zu werden. Durch Drcken der rechten Maustaste wird die Berechnung der Koordinaten gestartet. Werden die Felder rechts von den Spalten fr Bindungswinkel bzw. Diederwinkel angeklickt, so k”nnen diese Werte in der anschlieženden Darstellung inkrementiert werden. Man kann dies ausnutzen, um z. B. eine Rotation eines Restes um eine Bindung darzustellen. (Z. B. die Matrix "DEMO2.ZMX" laden, Koordinaten errechnen lassen, Diederwinkel 21 und 29 durch Anklicken markieren, Bindungen laden, "Grafik berechnen" anw„h- len, unter Parameter "Bildfolge" und "Winkel" anklicken und die Berechnung starten. Die Phenylreste rotieren nun um die Bindun- gen.) 2.2 Z-Matrix laden Eine gespeicherte Z-Matrix kann wieder eingeladen werden. Als Bezeichner ist ".ZMX" voreingestellt. 2.3 Z-Matrix mischen Dieser Menue-Punkt kann erst angew„hlt werden, wenn mindestens vier Atome der Z-Matrix definiert sind. Beim Mischen wird ein vorhandenes Atom durch das erste Atom der zu ladenden Molekl- gruppe ersetzt. Die brigen Atome werden in der Liste hinten angeh„ngt. Beispiel: 20 Atome sind bereits definiert. Atom 9 soll ersetzt werden. Die neue Moleklgruppe besteht aus 7 Atomen: Atom OZ Abstand Bindungswinkel Fl„chenwinkel I NA-I NB-NA-I NC-NB-NA-I NA NB NC 1 .. .... .... .... .. .. .. . . 9 .. (AB) .... .... .. .. .. . . 20 .. .... .... .... .. .. .. 21 .. .... (W1) (W2) .. (N1) (N2) 22 .. .... .... (W3) .. .. (N3) 23 .. .... .... .... .. .. .. 24 .. .... .... .... .. .. .. 25 .. .... .... .... .. .. .. 26 .. .... .... .... .. .. .. Die Werte, die als Punkte dargestellt sind (..) werden bernommen. Die Werte fr W1, W2 und W3 bzw. fr N1, N2 und N3 mssen von Hand ersetzt werden oder k”nnen vom Programm gesucht werden. Folgende Parameter sind aužerdem ber die Dialogbox zu definieren: 2.3.1 Ersetzende Atom Hier wird die Nummer des Atoms, welches ersetzt werden soll, festgelegt. Ist das angegebene Atom nicht vorhanden, wird die Box erneut aufgebaut. 2.3.2 Abstand zum Bezugsatom Hier kann die neue Bindungsl„nge (AB) angegeben werden. Wird hier der Wert Null eingesetzt, wird die Bindungsl„nge des zu ersetzen- den Atoms bernommen. 2.3.3 Mindestabstand Da die ersten Werte der Z-Matrix Null sind (s. o.), ist zun„chst die Verknpfungsvorschrift undefiniert. Daher wird vom Programm eine m”gliche Geometrie gesucht. Dazu werden die entsprechenden Werte (ein Bindungswinkel W1, zwei Fl„chenwinkel W2 und W3) solange inkrementiert, bis der gew„hlte Mindestabstand zwischen den Atomen nicht mehr unterschritten wird. Die Suche kann durch l„ngeres Drcken der rechten Maustaste abgebrochen werden. Dies sollte nicht nicht geschehen, bevor die Meldung "Summe der Bindungsl„ngen ...." erscheint. 2.3.4 Zeige gefundene Geometrie Eine gefundende Geometrie wird automatisch angezeigt. Klickt man mit der linken Maustaste auf "Zum Menue 1", wird die Suche fortgesetzt. Verwendet man dagegen die rechte Maustaste, wird die Suche abgebrochen. 2.3.5 Summe Bindungswinkel Legt fest, ob jede gefundene Geometrie, die die Mindestabstands- bedingung erfllt, angezeigt wird. Anderenfalls werden nur die Geometrien angezeigt, bei denen die Summe der Atomabst„nde jeweils gr”žer ist als die vorhergehende. 2.3.6 Drehwinkel fr Abstandstest Dieser Winkel legt fest, um wieviel Grad die oben genannten drei Winkel inkrementiert werden. Dabei laufen zwei Winkel von 0 bis 360 Grad, einer vom Drehwinkel bis 360 Grad. Bei einem Winkel von 90 Grad muž die Z-Matrix 5*5*4 = 100 mal berechnet werden. Anschliežend mssen noch alle Abst„nde der Atome untereinander berprft werden. Bei grožen Matrizen fhren kleine Inkrement- werte zu recht langen Rechenzeiten! Es ist nicht zu empfehlen, durch blože Rumprobiererei versuchen zu wollen, halbwegs sinnvolle Strukturen zu finden. Man sollte sich die Geometrie besser vorher aufzeichnen und die noch fehlenden sechs Parameter von Hand festlegen. I. A. hat man am Anfang Schwierigkeiten bei der Wahl des Diederwinkels. Man kann sich hier wie folgt helfen: den Winkel durch Klicken auf dem Feld rechts vom Zahlenwert markieren, Koordinaten berechnen lassen, Bindungen generieren, "Grafik berechnen" anw„hlen. Unter "Parameter" "Bildfolge" und "Winkel" selektieren und dann das Molekl darstellen lassen. Der neu eingefhrte Rest sollte nun um die Bindungsachse rotieren. Die Rotation mit der rechten Maustaste stoppen und mit "Zeige Bild" die Geometrie suchen, die Sinn ergibt. Der zugeh”rige Diederwinkel betr„gt dann: Zeige Bild Nr * Drehwinkel/Bild + Diederwinkel der Z-Matrix Sollte der Wert gr”žer als 360 sein, ist 360 vom Winkel zu subtrahieren. 2.4 Z-Matrix speichern Nach Eingabe sollte die Matrix gespeichert werden. Als Bezeichner sollte ".ZMX" verwendet werden. 2.5 Z-Matrix drucken Wer eine erstellte Z-Matrix als Eingabevorlage fr eine Rechnung auf einem anderen Computer ben”tigt und keine M”glichkeit hat, die Daten ber die RS-232-C Schnittstelle auszutauschen, kann sich die Daten mit diesem Menuepunkt ausdrucken lassen. 2.6 Koordinaten berechnen Aus einer vorhandenen Z-Matrix werden die kartesischen Atomkoor- dinaten errechnet. Die errechneten Koordinaten werden in die Koordinatenliste bernommen und k”nnen anschliežend wie gewohnt editiert werden. Bei der Berechnung wird auch berprft, ob die Atome korrekt definiert worden sind. Die Fehlermeldung "Geometrie falsch definiert" tritt dann auf, wenn auf ein Atom Bezug genommen wird, welches noch nicht definiert worden ist. Eine weitere Fehlermeldung wird ausgegeben, wenn drei Atome, die auf oder nahezu auf einer Geraden liegen, zur Definition eines Atoms benutzt werden. Eine Warnung erscheint, wenn der Abstand zwischen zwei Atomen kleiner als 0.8 Angstr”m ist. 3 Input/Output 3.1 Koordinaten Input Da die Atomkoordinaten i.A. aus Rechnungen von Grožrechnern stammen, sollte man, falls die M”glichkeit besteht, die Daten zwischen Grožrechner und dem Atari ST ber die RS-232-C Schnitt- stelle austauschen, um sich das fehlertr„chtige Eintippen der Koordinaten zu ersparen. Fr g„ngige Rechenverfahren werden fertige Einleseroutinen zur Verfgung gestellt. Weitere k”nnen selbst erstellt werden. 3.1.1 Definition des Inputs Die Definition eigener Einlesevorschriften fr die Koordinaten ist dann m”glich, wenn jeweils pro Atom die Informationen ber das Atom und die Koordinaten in einer Zeile untergebracht werden k”nnen. Hierzu ist ein Editor zu verwenden, der es erm”glicht, Texte im ASCII-Format abzuspeichern. Dies ist z.B. mit 1st-Word (Plus) m”glich, wenn man den WP-Mode abschaltet. Die Datei, die die Einlesevorschrift enth„lt, sollte unter einem Dateinamen mit der Endung ".DKI" (fr "Definition Koordinaten Input") abgespei- chert werden. Jede Zeile muž mit zwei Schr„gstrichen "//" beginnen. Fr die Definition sind verschiedene Schlsselw”rter vorgesehen, die jeweils in einer neuen Zeile in den Spalten 3-6 stehen mssen. Dem Schlsselwort muž ein Gleichheitszeichen folgen. Folgende Worte werden als gltig erkannt: FILE= NAME= KOMM= DATA= ENDE= "FILE=" legt fest, wie die Endung des Dateinamens lautet, die bei der Durchfhrung des Inputs verwendet werden soll. Die L„nge muž drei Zeichen betragen. Beispiele: //FILE=MND (fr MNDO-Dateien) //FILE=G80 (fr Gauss-80 Dateien) "NAME=" legt fest, ob die erste Zeile des Datenfiles als Moleklname bernommen werden soll oder nicht. //NAME=0 (erste Zeile=Daten oder Kommentar) //NAME=1 (erste Zeile=Moleklname) "KOMM=" legt fest, ob Zeilen als Kommentarzeilen berlesen werden sollen. //KOMM=C (Alle Zeilen, die mit "C" beginnen, werden berlesen.) "DATA=" legt fest, wie die Daten in einer Zeile aufgebaut sind. Dabei steht "S" fr das Atomsymbol bzw. fr die Ordnungszahl. X, Y und Z stehen fr die entsprechenden Koordinaten. Beispiel: //DATA= SS XXXXXXXXXX YYYYYYYYYY ZZZZZZZZZZ In diesem Beispiel befindet sich das Atomsymbol in den Spalten 2 und 3, der X-Wert in den Spalten 6-15, der Y-W ert in den Spalten 19-28 und der Z-Wert in den Spalten 32-41. "ENDE=" legt die Endmarkierung im entsprechenden Datenfile fest. //ENDE=/* Es k”nnen Kommentarzeilen eingefgt werden. Diese mssen mit "//*" beginnen. Das Definitionsfile selber muž mit "//" beendet werden. Ein vollst„ndiges Beispiel: //*-------------------------------------------------------------- //* Definition eines Testfiles //*-------------------------------------------------------------- //FILE=MND //NAME=1 //DATA= SS XXXXXXXXXX YYYYYYYYYY ZZZZZZZZZZ //ENDE=/* // 3.1.2 Koordinaten Input durchfhren Dieser Punkt kann erst angew„hlt werden, wenn die entsprechende Definition der Einlesevorschrift erfolgreich durchgefhrt worden ist. Die eingelesenen Daten k”nnen anschliežend wie gewohnt weiterverwendet werden. 3.1.3 MOPAC-Daten laden Fr die Daten aus einer solchen Rechnung liegt eine entsprechende Definitionsfile unter "MOPAC.DKI" auf Diskette vor. Soll eine Datei mit Atomkoordinaten aus einer MNDO-Rechnung geladen werden, so muž diese Datei folgenden Aufbau haben: Zeile 1 Spalte 1-80: Name des Molekls (Kommentar) Zeile 2-n Symbol und Koordinaten des Atoms, wobei gilt: Spalte 16-17: Atomsymbol oder Ordnungszahl bis 20 Spalte 21-30: X-Koordinate Spalte 31-40: Y-Koordinate Spalte 41-50: Z-Koordinate Zeile n+1 Spalte 1-2: /* Das Format der Zeilen 2 bis n entspricht dem Ausgabeformat des MOPAC-Programms in der Version 2.00. Die Zeilen 1 bzw. n+1 sind vorher "von Hand" zu erg„nzen. 3.2 Z-Matrix Input/Output Eine mit diesem Programm erstellte Z-Matrix kann in der Art abgespeichert werden, die von einem anderem Programm wieder als Eingabe-File gelesen werden kann. 3.2.1 Definition des Inputs/Outputs Im wesentlichen gelten die unter "Koordinaten Input" gemachten Aussagen entsprechend fr den Input/Output der Z-Matrix. Die Datei, die die Ausgabevorschrift enth„lt, sollte unter einem Dateinamen mit der Endung ".DZO" (fr "Definition Z-Matrix Output") bzw. ".DZI" (fr den Input) abgespeichert werden. Folgende Schlsselworte sind bekannt: FILE= NAME= DATA= ENDE= "FILE=" legt den Extender fr den Dateinamen fr die Ein/Ausgabe fest. Z.B.: //FILE=MNX "NAME=" legt fest, ob der Name des Molekls mit gela- den/abgespeichert werden soll. Z.B. //NAME=0 //NAME=1 "DATA=" legt fest, in welcher Reihenfolge und in welchem Format die Daten geladen/abgespeichert werden sollen. Dabei haben die zu verwendenden Buchstaben folgende Bedeutung: S = Atomnummer (Ordnungszahl) L = Abstand vom Atom (Bindungsl„nge) W = Winkel, den drei Atome bilden F = Fl„chenwinkel (Diederwinkel) A = NA B = NB C = NC Ein m”gliches Beispiel: //DATA=SSS LLLLL.LLLLL 0 WWWWW.WWWWW 0 FFFFF.FFFFF 0 AAABBBCCC Der Dezimalpunkt wird bei der Ausgabe der Werte fr L, W und F mit bercksichtigt. Alle anderen Zeichen als die genannten sieben werden unver„ndert wieder mit ausgegeben. Die Null nach L, W und F signalisiert z.B. einen nicht zu optimierenden Wert fr die MNDO-Rechnung. "//ENDE=" legt die Datenendmarkierung beim Laden fest bzw. ob eine Marlierung beim Speichern ausgegeben werden soll. 3.2.2 Input/Output durchfhren Dieser Punkt kann erst angew„hlt werden, wenn die entsprechende Definition der Vorschrift erfolgreich durchgefhrt worden ist bzw. wenn fr die Ausgabe eine Z-Matrix vorhanden ist. 3.2.3 Input/Output der Z-Matrix fr MOPAC Fr die Eingabe bzw. Ausgabe der Matrix fr eine solche Rechnung liegt eine entsprechende Definitionsfile unter "MOPAC.DZO" bzw. "MOPAC.DZI" auf Diskette vor. Da die Eingabe bei MOPAC formatfrei erfolgt, stellen die vorhandenen Files lediglich m”gliche Beispiele dar. 3.3 Daten in kartesische Koordinaten umwandeln Um auch Daten aus R”ntgenstrukturanalysen verarbeiten zu k”nnen, besteht die M”glichkeit, solche Daten umzuwandeln. Dazu sind die Koordinaten wie gewohnt einzugeben. Nach Anwahl dieses Menuepunk- tes k”nnen die spezifischen Zellparameter (Kantenl„ngen und Winkel) definiert werden. Aužerdem besteht die M”glichkeit, das Atom zu bestimmen, welches im Koordinatenursprung liegen soll. Die Umwandlungsroutine stammt von Reinhold St”rmann. 3.4 Molekl-Editor laden und starten Dieser Punkt ist noch nicht implementiert, da der Molekleditor noch nicht verfgbar ist. 4 Grafik 4.1 Berechnen Durch diesen Menuepunkt erh„lt man eine weitere Menueleiste. Die Beschreibung dieser Funktionen findet man unter "Menue 2" 4.2 Zeigen Zeigt die letzte unter Berechnen angezeigte oder zuletzt geladene Grafik. 4.3 Invertieren Invertiert die letzte unter Berechnen angezeigte oder zuletzt geladene Grafik. 4.4 Hardcopy Erzeugt eine Hardcopy der zuletzt angezeigten Grafik. Dazu wird die Hardcopyroutine des Betriebsystems benutzt, die allerdings 24-Nadel-Drucker (NEC P6 u.„.) nur ungengend untersttzt. Bei Verwendung eines solchen Druckers muž vorher ein entsprechender Druckertreiber geladen werden. Die Hardcopy muž dann durch Drcken der Tastenkombination "ALTERNATE" + "HELP" erzeugt wer- den. 4.5 Bildformat festlegen Legt fest, in welchem Format eine Grafik gespeichert werden soll. Zur Auswahl stehen das Format ohne jegliche Farbinformationen, DEGAS und DOODLE. 4.6 Laden L„dt eine zuvor abgespeicherte Grafik wieder ein. 4.7 Speichern Speichert die letzte unter Berechnen angezeigte Grafik als Gesamtgrafikbildschirm ab. Die Bilder k”nnen mit entsprechenden Grafikprogrammen wieder geladen und weiterbearbeitet werden. Bei Grafiken mittlerer Aufl”sung werden die Farbinformationen im DEGAS-Format mit abgespeichert. Eine Weiterbearbeitung von Grafi- ken ohne Farbinformationen ist z. B. mit "PAINTER.ST" von Data Becker oder mit "DOODLE" m”glich. 4.8 Parameter drucken Die unter dem Punkt "Grafik Berechnen" eingestellten Parameter k”nnen zu Dokumentationszwecken unter diesem Menue-Punkt ausge- druckt werden. 4.9 Hintergrund laden Der geladene Hintergrund wird bei der Berechnung der Grafik als Hintergrund benutzt. Man kann dies ausnutzen, wenn man z.B. ein bereits dargestelltes Molekl mit einem anderen vergleichen will oder wenn man bei der Darstellung von "Kugeln" (s.u.) ebenfalls einen schwarzen Hintergrund benutzen will. Als Qualifier fr den Suchpfad ist ".PI1" bzw. ".PI2" voreingestellt. 4.10 Hintergrund l”schen Ein zuvor geladener Hintergrund wird gel”scht und wird bei weiteren Berechnungen der Grafik nicht weiter verwendet. 5 Farben Dieser Menue-Punkt kann nur bei mittlerer Aufl”sung angew„hlt werden. 5.1 RGB-Werte einstellen šber diesen Menue-Punkt k”nnen die Farbwerte fr die Rot/Grn- Darstellung an eine vorhandene Rot/Grn-Brille angepažt werden. Dazu wird - sofern vorhanden - die 3D-Darstellung "FARBEN.DAT" geladen. Die Rot-, Grn- und Blauanteile k”nnen variiert werden. 5.2 RGB-Werte laden/speichern Eingestellte RGB-Werte k”nnen wieder geladen bzw. gespeichert werden. 6. Extras 6.1 Datei l”schen Nicht mehr ben”tigte Dateien k”nnen unter diesem Menuepunkt gel”scht werden. Dies kann manchmal n”tig sein, wenn der auf der Diskette noch vorhandene freie Platz zum Abspeichern der Daten nicht mehr ausreicht. Das Formatieren einer neuen Diskette ist aus dem Programm heraus nicht m”glich (aužer man hat ein Accessory, mit dem dies m”glich ist, mitgebootet)! 6.2 Neuen Ordner anlegen 6.3 ASCII Datei anzeigen Dieser Menuepunkt erm”glicht es, den Inhalt einer ASCII-Datei auf dem Bildschirm aufzulisten. Der Listvorgang kann durch drcken von "Q" vorzeitig beendet werden. 6.4 Uhrzeit/Datum anzeigen Wenn die Anzeige von Datum und Uhrzeit eine bereits vorhandene mitlaufende Uhr st”rt, kann sie hiermit aus und wieder einge- schaltet werden. 6.5 Uhrzeit/Datum einstellen Da beim Abspeichern von Daten auch immer Datum und Uhrzeit mit abgespeichert werden, ist es sinnvoll, das aktuelle Datum und die Uhrzeit einzustellen, sofern die interne Uhr nicht sowieso schon gepuffert ist. 6.6 Bildschirm restaurieren Sollte einmal nach Verlassen eines Accessories ein weisser Fleck auf dem Bildschirm zurckbleiben, so kann die alte Bildschirm- maske durch Anw„hlen dieses Punktes wiederhergestellt werden. Diese Funktion wirkt sowohl auf Menue 1 als auch auf Menue 2. 7 Menue 2 / Grafik Berechnen Man erh„lt eine neue Menue-Zeile, unter der alle Parameter fr die Darstellung des Molekls festgelegt werden k”nnen. Dieser Menuepunkt kann erst angew„hlt werden, wenn Koordinaten vorhanden sind (laden oder eingeben oder ber die Z-Matrix berechnen). Es erscheint dann ein Feld fr die Ausgabe der Grafik (ca. 2/3 des Bildschirms) und ein Feld, ber das verschiedene numerische Parameter eingestellt werden k”nnen. 7.1 Parameterdialogbox 7.1.1 Rotation 7.1.1.1 Rotation um Ursprungs-/aktuelle Achse Bei der Rotation um die Ursprungsachsen wird das Molekl um die X, Y oder Z-Achse gedreht. Diese Achsen liegen horizontal bzw. vertikal im Beobachtungsraum. Bei der Rotation um die aktuelle Achse wird die gew„hlte Verdrehung der X- bzw. Y-Achse (siehe unten) bercksichtigt. Als Default ist die Rotation um die Ursprungsachse voreingestellt. 7.1.1.2 Rotation um die X, Y oder Z-Achse Legt fest, um welche der drei Achsen gedreht werden soll. Default: X-Achse. 7.1.2 Projektion Bei senkrechter Projektion wird das Molekl ohne Verzerrungen dargestellt. Bei perspektivischer Projektion werden Objekte nahe am Betrachter st„rker verzerrt dargestellt als Objekte, die weiter entfernt sind (vergl. Abstand). Default: senkrechte Pro- jektion. 7.1.3 Radius Legt fest, ob und welcher Radius am Endpunkt einer Bindung dargestellt werden soll (nur bei senkrechter Projektion). Werden die Radien dargestellt, sollte man vorher "BINDUNGEN ZEICHNEN" desaktivieren. Default: kein Radius. 7.1.3.1 Stick and Ball Stellt das Molekl in Form von Kreisen mit einem Radius von etwa 1/3 des Atomradius dar. Die Bindungen werden dreimal st„rker als gew”hnlich gezeichnet. 7.1.3.2 Kugeln Stellt das Molekl in Form von "gl„nzenden Kugeln" oder "gepunkteten Kugeln" dar. Bei der ersten Darstellungsart wird ein weisser Hintergrund benutzt, um bei einer Hardcopy das Farbband des Druckers nicht zu sehr zu belasten. Soll das Molekl auf schwarzem Hintergrund dargestellt werden, so muž dieser vorher geladen werden (s. o.). 7.1.4 Zeichne 7.1.4.1 Bindungen Legt fest, ob die Bindungen mit eingezeichnet werden sollen oder nicht. Default: einzeichnen, sofern eine Bindungsliste vorhanden ist. 7.1.4.2 Achsen Legt fest, ob die Achsen des Koordinatensystems mit eingezeichnet werden sollen oder nicht. Default: nicht einzeichnen. 7.1.4.3 Atomsymbol Legt fest, ob das Atomsymbol mit ausgegeben werden soll (nur bei senkrechter Projektion, nur wenn Radien nicht dargestellt wer- den!). Default: kein Atomsymbol. 7.1.4.4 Atomnummer Gibt die Nummer des Atoms gem„ž der Eingabetabelle aus (nur bei senkrechter Projektion, nur wenn Radien nicht dargestellt wer- den). Default: keine Atomnummer. 7.1.5 Bilder 7.1.5.1 Einzelbild/Bildfolge Bei "Einzelbild" wird nur ein Molekl dargestellt. Bei der Bildfolge wird das Molekl um die durch Rotation festgelegte Achse gedreht (vergl. auch Anzahl der Bilder und Winkel). Default: Einzelbild. 7.1.5.2 Bildgr”že Mit 1/1 Bild wird die gesamte zur Verfgung stehende Fl„che fr die Darstellung benutzt. Bei 4/4 Bildern werden vier Bilder erzeugt, die um jeweils 90 Grad in X-, in Y- bzw. in X- und Y- Richtung gegeneinander verdreht sind. Default: 1/1 Bild. 7.1.5.3 Farbiges Stereobild Dieser Menue-Punkt kann nur bei mittlerer Aufl”sung angew„hlt werden. Es werden zwei Bilder gezeichnet, die um den unter Punkt 7.3.7 festgelegten Winkel gegeneinander versetzt sind. Mit Hilfe einer Rot/Grn-Brille erh„lt man eine r„umliche Darstellung (gegebenenfalls RGB-Anteile an die vorhandene Brille anpassen, siehe 5.1!). Stereobilder werden immer nur im 1/1 Bild-Modus dargestellt. Es sollte auf die Darstellung der Radien verzichtet werden. 7.1.6 Mažstab Legt fest, ob die Gr”že der Darstellung automatisch oder manuell bestimmt werden soll. Default: automatisch. 7.1.7 Modus Legt fest, ob das Molekl um die Achse rotieren soll, oder ob in der Z-Matrix markierte Winkel inkrementiert werden sollen. 7.2 Ausschnitt speichern Dieser Punkt dient zum Speichern eines Ausschnitts aus einem Molekl. Die erzeugte Grafik sollte im selben Ordner abgelegt werden, in dem sich auch die zugeh”rige Z-Matrix befindet. Wird unter "Z-Matrix mischen" eine Z-Matrix geladen, so wird die zugeh”rige Grafik mit angezeigt. Man sollte den Grafikaussschnitt so w„hlen, daž die ersten Atome des Molekls mit enthalten sind. Ausserdem sollten nur Bindungen mit Atomsymbol und Atomnummer (s. u.) dargestellt und gespeichert werden. Anhand der Atomnum- mern kann man sich dann beim Mischen der Matrix bei der Angabe der Verknpfungsparameter orientieren. Die (monochromen) gespeicherten Ausschnitte k”nnen mit "MONO-STAR (plus)" als Objekte wieder geladen werden. 7.3 Einstellung der numerischen Parameter Die numerischen Werte k”nnen durch Anklicken des zugeh”rigen Pfeils nach links verringert, durch den Pfeil nach rechts erh”ht werden. Drckt man dabei die linke Maustaste, erfolgt die Žnderung in Einer-Schritten. Drckt man dagegen die rechte Maustaste, erfolgt die Žnderung in Zehner-Schritten. 7.3.1 Bilder Gibt die Anzahl der Bilder an, die bei einer Bildfolge berechnet werden sollen. Der Maximalwert ist abh„ngig vom vorhandenen freien Speicher. Die Anzahl der Bilder bestimmt den Drehwinkel. Der Defaultwert entspricht dem Maximalwert, sofern er nicht gr”žer als 35 ist. 7.3.2 Drehwinkel Gibt an, um wieviel Grad das Molekl bei einer Bildfolge weitergedreht wird. Der Minimalwert ist abh„ngig vom vorhandenen freien Speicher. Der Drehwinkel bestimmt die Anzahl der Bilder. Der Defaultwert entspricht dem kleinstm”glichen Drehwinkel, sofern er nicht kleiner als 10 Grad ist. 7.3.3 Drehung um X/Y Legt fest, um wieviel Grad das Molekl im Raum gedreht darge- stellt werden soll. Defaultwert jeweils 0. 7.3.4 Verschiebung in X/Y Legt fest, um wieviel Pixel das Molekl in der gew„hlten Richtung verschoben werden soll. 7.3.5 Atom in Koordinatenursprung Legt fest, welches Atom im Koordinatenursprung liegen soll. 7.3.6 Gr”že in Pixeln Legt die halbe Gr”že der Grafik in Pixeln fest. Wirkt auch, wenn der Mažstab automatisch berechnet wird. Defaultwert ist 150. 7.3.7 Abstand Bestimmt den Abstand des Betrachters vom Objekt (nur bei perspek- tivischer Projektion). Defaultwert ist 16. 7.3.8 Einheit Legt fest, wie viele Pixel einer Einheit im Koordinatensystem entsprechen. Eine Žnderung dieses Wertes wirkt sich nur aus, wenn die Bestimmung des Mažstabs manuell erfolgt. Defaultwert ist 40. 7.3.9 Stereobild Differenz Legt fest, um wieviel Grad sich die beiden Stereobilder voneinan- der unterscheiden. Die Angabe erfolgt in 1/10 Grad. Defaultwert: 25 entsprechend 2.5 Grad. 7.3.10 Zeige Bild Erm”glicht das bildweise Weiterschalten der Bildfolge, sofern zuvor eine Bildfolge berechnet worden ist. 7.3.11 Geschwindigkeit Ver„ndert die Drehgeschwingkeit eines Molekls in einer Bild- folge. Defaultwert ist 16 (Maximum). 7.3.12 Start Startet die Berechnung des Molekls bzw. zeigt eine bereits berechnete Bildfolge. Alle Vorg„nge wie Berechnen oder Zeigen k”nnen durch Drcken der rechten Maustaste beendet werden. 7.3.13 Zum Menue Kehrt zum Hauptmenue zurck. 8 Fehler im Programm Folgender Fehler ist bekannt, konnte aber bisher nicht beseitigt werden: Klickt man Accessories an, so hinterlassen diese nach dem Schliežen i.A. einen weissen Fleck auf dem Bildschirm. Abhilfe: Menuepunkt "Bildschirm restaurieren" anklicken. Sollte das Programm nicht einwandfrei arbeiten, so achten Sie auf folgende Punkte: - nur unbedingt notwendige Accessories mitbooten! - beim MEGA ST nur solche RAM-Disks verwenden, die auch wirklich die eingestellte Gr”že anmelden und verwalten k”nnen! Einige RAM- Disks rufen h”chst seltsame Effekte hervor, wenn sie z.B. auf 2 MB eingerichtet worden sind!