home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Libris Britannia 4 / science library(b).zip / science library(b) / CHEMIST / VSDEM101.ZIP / README.TXT < prev    next >
Text File  |  1993-10-24  |  10KB  |  211 lines

  1.                             VSEPRplex TUTORIAL
  2.  
  3.  
  4. VSEPRplex Demo is copyright 1993 by Christian Fielding, Shawn
  5. Leclaire, and Peter Zion.  All rights reserved.
  6.  
  7. VSEPRplex Tutorial is copyright 1993 by Christian Fielding, Shawn
  8. Leclaire, and Peter Zion.  All rights reserved.
  9.  
  10. This VSEPRplex demo package allows you to sample and appraise the
  11. software, prior to making a financial commitment.  The package
  12. may be freely duplicated and distributed.  All other rights
  13. concerning the package are reserved.
  14.  
  15. VSEPRplex was created by students for students.  To contact the
  16. authors, write to:
  17.  
  18. VSEPRplex
  19. c/o Peter Zion
  20. 43 Newcourt Place
  21. Kingston, Ontario
  22. K7M 6Y1  CANADA
  23.  
  24.  
  25.  
  26. ABOUT VSEPRplex
  27.  
  28.  
  29.      VSEPRplex is a molecular modelling set, which uses the
  30. computer to assist studies in VSEPR theory.  The title,
  31. "VSEPRplex", is a "portmanteau word" in that it blends the sounds
  32. and combines the meanings of two words, "VSEPR" and "perplex". 
  33. Their joining suggests the purpose at hand:  to help students
  34. overcome the visual and conceptual perplexities involved in
  35. learning VSEPR theory.
  36.  
  37.      The main reason why students have difficulty with VSEPR
  38. theory is that the traditional teaching aids have never been very
  39. effective.  The concept of three-dimensional bonding is not
  40. easily conveyed, and blackboard illustrations and physical
  41. modelling sets do not meet the challenge well.  Two-dimensional
  42. drawings are particularly poor, because they lack accurate
  43. proportion and perspective, and often fail to reveal the entire
  44. molecule.  Physical modelling sets are also frustrating, because
  45. they limit the number of molecules that can be assembled, and
  46. forfeit or compromise important attributes, such as atomic radii,
  47. bond angles, and bond distances.
  48.  
  49.      VSEPRplex overcomes these kinds of problems in two ways. 
  50. First, the program frees molecular modelling of all physical
  51. restraints by using a "virtual" process -- it creates simulations
  52. that exist only in the computer.  Virtual models are capable of
  53. exceptional detail, accuracy, and self-evidence.  Second,
  54. VSEPRplex does not "retrieve" molecules from a database; rather,
  55. it mathematically derives its models from first principles of
  56. physics and chemistry.  This deductive functioning of the program
  57. permits a considerably greater number of molecules to be explored
  58. than would otherwise be possible.
  59.  
  60.      Modelling with VSEPRplex is powerful, but the process is
  61. easily mastered.  The student assembles a molecule by selecting
  62. elements from a periodic table, and the program then performs a
  63. reaction.  Four models of the molecule (skeletal, Lewis, vector,
  64. and space-filling) then become available.  These models have
  65. unique qualities, and when considered together, they provide a
  66. solid representation of the molecule.  Perception can be further
  67. enhanced by performing "real-time" rotations on the
  68. three-dimensional models, and by adjusting various model
  69. attributes.  Models are accompanied by text displays, which tutor
  70. the student in structural derivation procedures.  VSEPRplex
  71. provides the student with the opportunity to realize both visual
  72. and conceptual proficiency with VSEPR theory.  The aim is to make
  73. molecular bonding something that the student truly understands.
  74.  
  75.  
  76.  
  77. INSTALLATION
  78.  
  79.  
  80.      In order to use the VSEPRplex demo, a computer running
  81. Microsoft Windows Version 3.1 (or newer), a mouse, a VGA card (or
  82. better), and a colour monitor are required.
  83.  
  84.      To install the VSEPRplex demo, insert the program disk into
  85. the appropriate disk drive.  Start Windows, and then select the
  86. Run... Item from the Program Manager's File Menu.  Type a:install
  87. (or b:install, as the case may be) in the Command Line prompt
  88. box, and then click on the OK Button (using the left mouse
  89. button), or press the Enter Key.
  90.  
  91.      When the installation program asks where to store the
  92. VSEPRplex demo files, type the appropriate drive and path name,
  93. and then click on the OK Button.  If the directory specified does
  94. not already exist, the installation program will create it, and
  95. copy the demo disk to this location.  The installation program
  96. will then create a Program Manager group entitled "VSEPRplex
  97. Demo".  A VSEPRplex Demo application icon will be created in this
  98. group.
  99.  
  100.  
  101.  
  102. TUTORIAL
  103.  
  104.  
  105.      To start the VSEPRplex demo, start Windows, and then double-
  106. click on the VSEPRplex Demo group icon (using the left mouse
  107. button).  When the VSEPRplex Demo group window opens, double-
  108. click on the VSEPRplex Demo application icon.  When an About
  109. Window opens, click on its OK Button.
  110.  
  111.      The molecule to be modelled is water (H2O).  This demo does
  112. not permit you to assemble the many other molecules predicted by
  113. VSEPR theory -- you must purchase the VSEPRplex package for this.
  114.  
  115.      The assembly begins in the Formula Window, where a portion
  116. of the periodic table of the elements is found.  The table is
  117. composed of a series of buttons, each representing a specific
  118. element.  Click twice on the Hydrogen Button (using the left
  119. mouse button) to insert two atoms of hydrogen into the formula. 
  120. Click once on the Oxygen Button to insert one atom of oxygen. 
  121. The formula should read H2O.
  122.  
  123.      Click on the Oxygen Button once again, but this time using
  124. the right mouse button.  This will delete one atom of oxygen from
  125. the formula.  Any number of atoms can be deleted in this manner. 
  126. A deletion can also be achieved by clicking the left mouse button
  127. while holding down the Shift Key.  Since a water molecule
  128. actually does contain one atom of oxygen, insert it in the
  129. formula as before.
  130.  
  131.      Ionize the molecule by clicking the Positive Ion Button one
  132. or more times.  Notice that the formula now carries a charge. 
  133. Since a water molecule carries no such charge, eliminate the ion
  134. by clicking the Negative Ion Button the appropriate number of
  135. times.
  136.  
  137.      Use the mouse to select the Element Attributes Item from the
  138. Texts Menu.  The important element attributes for hydrogen and
  139. oxygen -- attributes such as covalent radius and
  140. electronegativity -- will appear in the Text Window.  This is the
  141. essential data that the program uses to make all structural
  142. calculations.
  143.  
  144.      Click on the React Button.  Since H2O is a valid
  145. combination, the reaction will succeed, and structural
  146. calculations will automatically be displayed in the Text Window. 
  147. These calculations outline how the shape of the molecule was
  148. determined.  Had the formula been invalid for reasons of
  149. chemistry, a message indicating the problem and its solution
  150. would have appeared.
  151.  
  152.      Models of the water molecule can now be viewed in the Model
  153. Window.  Select the Skeletal Item from the Models Menu to access
  154. a skeletal model.  Access a more informative model by selecting
  155. the Lewis Item.  The Lewis model is also two-dimensional, but
  156. unlike the skeletal model, it reveals lone pairs, as well as the
  157. allocation and types of bonds in the molecule.  Compare the Lewis
  158. model to the structural calculations shown in the Text Window.
  159.  
  160.      The final two models (vector and space-filling) are three-
  161. dimensional.  Select the Vector Item from the Models Menu to
  162. display a vector model of the molecule.  This model plots atomic
  163. bond distances as vectors, and highlights the geometric facets of
  164. the molecule.  A vector model effectively illustrates the
  165. structural classification of the molecule.
  166.  
  167.      Rotate the model by positioning the pointer over the Model
  168. Window.  The "arrow" becomes a "hand".  While holding down the
  169. left mouse button, drag the pointer over some distance.  The
  170. vector model will dynamically change its orientation.  Experiment
  171. with different rotations to explore the structure of the
  172. molecule.
  173.  
  174.      Select the Hide Virtual Sphere Item from the 3-D Model
  175. Settings Menu to remove this sphere from the model display.  As
  176. well, select the Hide xyz-Axes Item to remove the xyz-axes.  This
  177. simplifies the display in the Model Window, and allows rotations
  178. to operate with greater speed.
  179.  
  180.      A molecule's shape is classified by geometric orientation
  181. and more specifically by molecular geometry.  The vector model
  182. for water currently illustrates the molecule's geometric
  183. orientation as being "Tetrahedral".  Select the Molecular
  184. Geometry Item from the Shape Classification Sub-menu of the 3-D
  185. Model Settings Menu.  The model now highlights molecular geometry
  186. by distinguishing (in gray) all vectors joined to lone pairs. 
  187. The molecular geometry is clearly "Angular".
  188.  
  189.      Select the Space-filling Item from the Models Menu to access
  190. a space-filling model.  This type of model preserves bond
  191. distances, but does not plot them as vectors; instead, it plots
  192. the atoms of the molecule.  The rotations of the previous model
  193. are maintained.  Rotate the model to explore it completely.
  194.  
  195.      The space-filling model continues to highlight molecular
  196. geometry (in this case, by hiding lone pairs).  To make it once
  197. again emphasize geometric orientation, select the Geometric
  198. Orientation Item from the Shape Classification Sub-menu of the
  199. 3-D Model Settings Menu.  Lone pairs now appear as gray spheres.
  200.  
  201.      For space-filling models, a "volume-fill" setting can be
  202. changed.  The default volume-fill is "coloured".  Experiment with
  203. other volume-fills (transparent,  solid, and shaded) by selecting
  204. their items from the Volume-fill Sub-menu of the 3-D Model
  205. Settings Menu.  This completes the modelling process for water. 
  206. To clear this formula and its accompanying displays, click on the
  207. Clear Button in the Formula Window.
  208.  
  209.      The authors thank you for trying the VSEPRplex demo, and ask
  210. that you pass it around.
  211.