Họ và tên: Trần Thị Hồng Nhung
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Dũng
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM HYPERCHEM 8.08
1. Giới thiệu phần mềm
HyperChem là phần mềm tính toán lượng tử với giao diện thân thiện được sử dụng để
mô tả phân tử 3D, tối ưu cấu trúc hình học phân tử, tính toán các thông số hóa lý: độ dài liên kết,
mật độ e, góc liên kết… và dự đoán phổ IR, UV, NMR…
Phần mềm Hyperchem phiên bản 8.08 với nhiều tính năng mới như: khả năng tương
thích Microsoft Vista, tính toán entropies và năng lượng tự do, đặc biệt ra đời phương pháp bán
kinh nghiệm mới RM1cho kết quả tính chính xác hơn rất nhiều,…
Phần mềm HyperChem dùng cho hệ điều hành Windows.
Yêu cầu hệ thống cài đặt trên máy tính như sau:
• Hệ điều hành Windows 98, Me, NT4 SP4, 2000 or XP
• Bộ nhớ 32 Mb RAM
• Card màn hình VGA
Nhấp chuột vào biểu tượng HyperChem trên màn hình:
Họ và tên: Trần Thị Hồng Nhung
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Dũng
2. Các ứng dụng của HyperChem
a. Vẽ cấu trúc nguyên tử:
Xây dựng các phân tử với HyperChem rất đơn giản: chỉ cần chọn một phần tử từ bảng
tuần hoàn, click và kéo chuột để phác họa một cấu trúc như trên giấy, trước khi áp dụng xây
dựng mô hình để chuyển đổi phác thảo 2D của bạn vào một cấu trúc 3D.
Bước 1: Nhấp hai lần liên tiếp trái chuột (Double-click) vào công cụ vẽ. Hộp thoại lựa
chọn nguyên tố sẽ hiện ra. Hoặc vào Menu Build/ Default Element. Chọn nguyên tố muốn vẽ, ở
đây lấy ví dụ chọn Carbon
 Allow Arbitrary : vẽ số liên kết lớn hơn hoá trị của nguyên tố của nó.
 Explicit Hydrogens: tự động thêm H liên kết vào nguyên tử cho đến bão hoà hoá
trị.
Properties: Cho biết thuộc tính nguyên tố
Họ và tên: Trần Thị Hồng Nhung

Cắt và dán các đoạn protein cho mô hình tương đồng; protein mô hình với hơn. Gọi tên,
xây dựng polyme mạch thẳng hoặc mạch nhánh polyme từ các monome, xác định tất cả các các
thông số cấu trúc cho các mối liên kết monomer hoặc tùy chọn ngẫu nhiên liên kết 100.000
nguyên tử. Đọc chuỗi protein và tạo ra cấu trúc thứ cấp cụ thể như là đầu vào để tính toán mô
hình.
Xây dựng tinh thể phân tử, thiết lập loại tinh thể và tế bào đơn vị. Tạo ra các tinh thể
nguyên tử với một loạt các tế bào đơn vị mẫu, có hoặc không có điều kiện biên định kỳ.
c. Hiển thị phân tử
Add H and Model build
- Sticks: Kiểu que.
-
Balls : Kiểu hình cầu.
-
Balls and Cyclinders: kiểu hình cầu và hình que
-
Overlapping Spheres: Kiểu hình cầu chồng lên nhau.
-
Tubes: kiểu ống
-
No Change: giữ nguyên
-
Add Dots:bổ sung chấm
Họ và tên: Trần Thị Hồng Nhung
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Dũng
Balls Balls and cyclinders Tubes
Hiển thị phân tử bằng các mô hình kiểu que, cầu, ống, cầu và que, kiểu hình cầu chồng
lên nhau. Và cũng có thể điều chỉnh chiều rộng của thanh, bán kính có que, của ống, của hình
cầu sao cho phù hợp. Ngoài ra còn có thể thay đổi màu sắc cho các nguyên tử bằng cách chọn bất
kì trong 16 triệu màu
Sử dụng nhiều màu sắc lựa chọn cho người sử dụng phông nền cửa sổ, nguyên tử, lựa

Bước 4: Tính các thông số lượng tử: Mômen lưỡng cực (AM1 hoặc PM3), Nhiệt hình
thành (AM1 hoặc PM3), Năng lượng toàn phần (Zindo/s), phổ dao động-Vibration (AM1 hoặc
PM3).
g. Hóa học tính toán
Họ và tên: Trần Thị Hồng Nhung
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Dũng
Các quan điểm và lý thuyết gần đúng nhằm đơn giản hóa phương trình Schroedinger áp
dụng cho hệ nghiên cứu là phân tử nhiều electron. Trên cơ sở đó người ta xây dựng các phương
pháp tính gần đúng lượng tử.
Hầu hết các phương pháp gần đúng đều dựa trên tư tưởng của phương pháp MO áp dụng
vào lý thuyết trường tự hợp. Các phương pháp lượng tử gần đúng bao gồm các phương pháp
không kinh nghiệm ( phương pháp Ab-initio ) và các phương pháp bán kinh ngiệm : CNDO,
INDO, MINDO/d, MNDO, AM1, PM3, RM1, TNDO
Bước 1: Tối ưu cấu trúc hình học
Vào manu setup\semi-emperical. Cửa sổ xuất hiện, Click chuột trái chọn phương pháp tối
ưu. Click vào nút OK.
V
ào manu file\chọn start log để tạo file ghi kết quả tối ưu
Vào manu compute \Geometry Optimization để thực hiện quá trình tối ưu.
Vào manu file\chọn stop log để đóng file kết quả.
Bước 2: Mở file log để ghi kết quả
Nếu không tạo file log để ghi kết quả, chương trình sẽ ghi vào file log ngầm định có tên
là chem.log
Nếu dòng start log chìm xuống và dòng stop log nổi lên, thì có một file log đã mở sẵn,
chọn stop log để đóng file này. Sau đó chọn start log để tạo file mới. Nếu không đóng file log
đang mở, chương trình tính sẽ ghi tiếp kết quả vào file đó.
Bước 3: Thực hiện quá trình tối ưu
Vào manu Compute, chọn Geometry optimization. Cửa sổ xuất hiện
Covergence limit: 0,01
Iteration: 50

Độ dài lk giữa C5-C6 là 1.3905 
Họ và tên: Trần Thị Hồng Nhung
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Dũng
Đo góc vặn
Nhấp trái chuột vào công cụ lựa chọn trên thanh công cụ.
Nhấp trái chuột vào nguyên tử đầu rê đến nguyên tử thứ tư trong bốn phân tử tạo nên
góc vặn rồi giải phóng chuột.
Giá trị góc vặn hiển thị trong dòng tình trạng ở dưới.
Các kiểu tính toán
Tối ưu cấu trúc hình học phân tử (Geometry Optimization ): xác định mật độ e, độ dài
liên kết, góc liên kết.
Tính điểm đơn (Single Point): Tính các thông số lượng tử như mômen lưỡng cực (AM1
hoặc PM3), Nhiệt hình thành (AM1 hoặc PM3), Năng lượng toàn phần (Zindo/s).
Phân tích phổ dao động (Vibration, rotation Analysis): xác định tần số dao động.
Một số phép tính khác
Tính momen lưỡng cực và nhiệt hình thành
Bước 1: Vào Manu Setup\ semi-emperical. Click chọn PM3.
Bước 2: Mở file log để ghi kết quả
Bước 3: Vào Menu Compute, chọn Singpoint
Bước 5: Đóng file log. Vào manu file\chọn Stop log.
Mở file log để xem kết quả. (vào word chọn mở file .log hoặc nhấp đúp chuột trái vào tên
file để mở trong Notepad)
Mở file log để xem kết quả
Họ và tên: Trần Thị Hồng Nhung
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Dũng
Loại tính toán
Tính toán điểm duy nhất xác định năng lượng phân tử và các thuộc tính cho một hình học
cố định nhất định; SCF, tương tác cấu hình, hoặc MP2.
Tính toán tối ưu hóa hình học sử dụng thuật toán giảm thiểu năng lượng để xác định vị trí
cấu trúc ổn định. Sáu các thuật toán giảm thiểu được cung cấp. Thậm chí tính toán hình học với

Cơ học lượng tử ab Initio
Lựa chọn từ nhiều bộ cơ sở thường được sử dụng (STO-1G đến 6-311 + + g2d2p) bao
gồm các tiêu chuẩn STO-3G, 3-21G,6-31g *, và 6-31g ** bộ cơ sở
Hàm cơ sở thêm (s, p, d, sp, SPD) có thể được thêm vào các nguyên tử cá nhân hoặc
nhóm nguyên tử.
Người dùng có thể xác định bộ cơ sở của mình hoặc sửa đổi bộ cơ sở hiện dễ dàng bằng
cách sử dụng tài liệu thiết lập cơ sở HyperChem của định dạng tập tin.
Bộ cơ sở khác nhau có thể được sử dụng trên các nguyên tử khác nhau, sử dụng quỹ đạo
ma để loại bỏ phần mở rộng tập hợp cơ sở.
Sử dụng điện trường, tương tác cấu hình, MP2, SCF trực tiếp và RHF hoặc UHF.
Mật độ chức năng lý thuyết (DFT)
Tất cả các khả năng của Ab Initio mô-đun của HyperChem, ví dụ như động học phân tử,
…
Bất kỳ sự kết hợp của bảy tiềm năng trao đổi (Slater, Hartree-Fock, Becke 88, Perdew-
Wang 91, Gill 96, PBE 96, HCTH 98) và 7 tiềm năng tương quan (VWN, Perdew-Zunger 81,
Perdew 86, Lee-Yang-Parr, Perdew-Wang 91, PBE 96, HCTH 98).
Lai hay kết hợp tiềm năng B3-LYP, B3-PW91, EDF1, Becke 97.
Cơ học lượng tử bán thực nghiệm
HyperChem cung cấp mười một phương pháp quỹ đạo phân tử bán thực nghiệm, với các
tùy chọn cho các hợp chất hữu cơ và chính nhóm, cho phức kim loại chuyển tiếp, và để mô
phỏng quang phổ.
Lựa chọn mở rộng Huckel, CNDO, INDO, Mindo / 3, MNDO, AM1, RM1, PM3,
ZINDO / 1, ZINDO / S, và TNDO.
Cơ phân tử
Bốn lĩnh vực hiệu quả cung cấp các phương pháp tính toán thuận tiện để khám phá sự ổn
định và năng động của các hệ thống phân tử. Sự linh hoạt của các loại nguyên tử người dùng
định nghĩa và các thông số. Lựa chọn MM +, một trường lực có mục đích chung, và ba trường
lực phân tử sinh học chuyên ngành: Amber, BIO + (Charmm), và OPLS.
Kiểm tra thuận tiện và chỉnh sửa tất cả các thông số.
Tính toán chế độ hỗn hợp

Sự ổn định của các nhóm
Protein tương đồng
3. Kết luận
HyperChem 8.08 là phần mềm dễ sử dụng, có hiệu quả cao. Ngoài những ứng dụng của
phần mềm HyperChem, nó còn mang những ứng dụng mới rất phong phú. Vì vậy, trong Hóa học
HyperChem 8.08 được sử dụng rất phổ biến