Chemie als Kernbestandteil der Wolfram Language

Mit der Wolfram Language lassen sich Atome, Moleküle, biomolekulare Sequenzen, chemische Formeln und Reaktionen auf einfache Weise darstellen. Ausgehend von einem chemischen Namen, einer SMILES-Zeichenkette oder sogar einem Bild eines Moleküls aus einem Artikel oder dem Internet kann die chemische Struktur erstellt und ihre Eigenschaften berechnet werden.

Das Molekül-Objekt »
Das ChemicalFormula-Objekt »
Die Funktion MoleculeRecognize »

Die Wolfram Language bietet nicht nur die Möglichkeit, 3D-Koordinaten für Moleküle schnell zu erzeugen, sondern nutzt die Koordinaten auch für die Berechnung von Bindungslängen und Flächenwinkeln. Ebenso können die Molekülform und -topologie anhand der Hauptträgheitsmomente klassifiziert werden. Typische Einsatzgebiete sind die Entwicklung von Medikamenten, die Proteinfaltung oder die molekulare Erkennung von DNA.

Leitfaden für Molekülstruktur & -berechnung »

Im Handumdrehen lassen sich mit der Wolfram Language professionelle 2D- und 3D-Molekularstrukturdiagramme für Präsentationen oder Veröffentlichungen mit automatischer Layout- und Koordinatengenerierung erstellen. Unterstrukturen können mit anpassbaren Stilen markiert und kommentiert werden.

Die Funktion MoleculePlot »
Die Funktion MoleculePlot3D »
Leitfaden zur Visualisierung »

Die Wolfram Language erlaubt es, Muster auf einfache Weise für gängige funktionelle Gruppen zu definieren oder bereits vorhandene SMARTS-Muster zu verwenden. Die funktionellen Gruppen können visuell hervorgehoben werden, nach beliebigen Mustern gesucht und Substruktursubstitutionen durchgeführt werden. Dies wird in der Regel zur Vorhersage des chemischen Verhaltens und zur Definition der chemischen Synthese verwendet.

Die Funktion FindMoleculeSubstructure »
Die Funktion MoleculePattern »
Die Funktion MoleculeContainsQ »

Die Wolfram Notebooks können als eine Art virtuelles Labor betrachtet werden - mit speziellen Datenstrukturen für chemische Reaktionen. Die Reaktionen können zu Netzwerken verknüpft werden, in denen der kürzeste Weg mittels integrierter Algorithmen der Graphentheorie gefunden werden kann. Im Unterricht sorgt die Schritt-für-Schritt-Lösung chemischer Gleichungen für ein besseres Verständnis des Lösungswegs.

Die Funktion ChemicalReaction »
Die Funktion ReactionBalance »
Die Funktion ApplyReaction »

Die in die Wolfram Language integrierten Funktionen zur Berechnung von topologischen und 3D-Deskriptoren und zur Extraktion von Fingerprints erlauben die Untersuchung chemischer Eigenschaften, Verhaltensweisen und Molekülmerkmalen. Diese Funktionen sind integriert mit automatisierten und anpassbaren maschinellen Lernfunktionen.

Molekulare Eigenschaften »
Die Funktion FeatureExtraction »

Die Modellierung von partiellen Differentialgleichungen (PDE-Modellierung) der Wolfram Language unterstützt bei der Dimensionierung von chemischen Reaktionen, dem Lösen von Reaktionsgleichungen oder der Simulation des Stofftransports in komplexen Geometrien. Des Weiteren lassen sich die Deaktivierung von Katalysatoren analysieren, die Gasabsorptionen berechnen oder zyklische Voltametrie durchführen. Auch die Zentrifugation von gelösten Stoffen und viele weitere Anwendungen helfen beim Verständnis chemischer Geräte.

Leitfaden zum Stofftransport »
PDE-basierte Chemie »

Mit der Wolfram Language lassen sich biomolekulare Sequenzen auf eine neue Art und Weise erforschen: mit stringbasierter Darstellung, die mit Erkennung, Vergleich, Transliteration und anderen Funktionen integriert ist. Gen- und Proteinsequenzen lassen sich analysieren und die zugrunde liegenden Definitionen von Sequenzen und deren Verhalten mit einem integrierten Entity-System anpassen.

Biomolekulare Sequenzen »
Biowissenschaften und Medizin: Daten und Berechnungen »

Die Wolfram Language bietet eine breite Palette molekularer Formate, einschließlich XYZ, SDF und CML, womit sich der Arbeitsablauf verbessern lässt, da chemische Daten direkt importiert und die Ergebnisse für Veröffentlichungen oder Präsentationen auch wieder exportiert werden können. Außerdem können Daten mit einem externen Dienst per API oder mit externen Softwaresystemen wie Python oder Julia ausgetauscht werden.

Leitfaden für chemische und biomolekulare Formate »