Top 15 der besten Chemie-Tools für Linux-Systeme

Chemie ist keineswegs ein langweiliges Wissenschaftsgebiet. Wenn Sie über ein starkes Grundwissen verfügen, werden Sie es lieben. Es gibt viele Computerprogramme, die das Chemielernen interessant machen. Andererseits können höhere Studien- und Forschungsarbeiten in der Chemie nicht ohne die Verwendung einer Software durchgeführt werden. Es ist jedoch keine leichte Aufgabe, die Anleitung zu der von Ihnen benötigten Software zu erhalten. Die meisten Tools funktionieren nach der Installation nicht wie erwartet. Für die Linux-Benutzer da draußen ist es aufgrund der kleineren Benutzerbasis noch mühsamer, die beste Linux-Chemie-Software zu finden. Wenn Sie also hier auf der Suche nach Open-Source-Chemie-Tools für Linux sind, sind Sie hier genau richtig.

Beste Chemie-Tools für Linux

Unterschiedliche Programme haben unterschiedliche Verwendungszwecke. Einige sind gut für Anfänger, andere für Fortgeschrittene. Auch hier muss ein Schüler der Oberstufe der Chemie keine chemische Forschungssoftware verwenden. Die richtige Person braucht das richtige Werkzeug. Deshalb haben wir hier eine Liste mit den 15 besten Open-Source-Linux-Tools für Sie erstellt. Die Liste enthält Software aus verschiedenen Kategorien, um Sie zu vertuschen.

1. Tomviz

Tomviz ist ein beliebtes Open-Source-Chemie-Tool für Linux. Es ist hauptsächlich ein Werkzeug zur tomografischen Datenanalyse. Tomographie ist die Methode zum Schneiden und Abbilden eines bestimmten Objekts unter Verwendung einer durchdringenden Welle. Der CT-Scan ist ein gutes Beispiel für die Anwendung des Prinzips der Tomographie. Tomviz kann die tomographischen Daten in 3D-Form visualisieren. Es kann sogar Python für benutzerdefinierte Algorithmen zur Analyse tomografischer Daten verwenden.

Hauptfunktionen von Tomviz

• Es verfügt über eine schöne GUI für viele integrierte Rendering-Toolsets.
• Benutzer erhalten eine Vielzahl von Anpassungsoptionen in den Visualisierungseinstellungen.
• Die Parameter der Visualisierungseinstellungen können in Kombination verwendet werden.
• Benutzer können die endgültige visuelle Ausgabe animieren. Sie können auch als Bild- oder Videodatei gespeichert werden.
• Gesammelte Daten können durch benutzerdefinierte Algorithmen analysiert werden.
• Es unterstützt eine große Anzahl von Dateiformaten zum Importieren und Exportieren von Daten.

2. Psi4

Es ist ein Open-Source-Linux-Chemie-Tool. Es ist hauptsächlich ein Ab-initio-Quantenchemie-Softwarepaket. Dieses Tool kann eine Vielzahl von molekularen Eigenschaften mit hoher Genauigkeit simulieren. Diese Linux-Chemiesoftware ist in der Sprache C++ geschrieben. Benutzer haben Zugriff auf zahlreiche quantenchemische Methoden, die die integrierten numerischen Methoden und Algorithmen dieser Software verwenden. Die fortschrittliche Python-Schnittstelle dieses Tools ermöglicht es dem Benutzer, seine Routinen für Quantenberechnungen zu schreiben.

Hauptmerkmale von Psi4

• Es verfügt über eine Shared-Memory-Parallelisierungsfunktion, die es ermöglicht, das volle Potenzial einer Multi-Core-Maschine zu nutzen.
• Benutzer können Aufgaben mit dem integrierten Python-basierten Befehlsmodul automatisieren.
• Dieses Tool kann die größte abelsche Untergruppe der molekularen Punktgruppe leicht erkennen und nutzen.
• Der Code dieses Tools ist hochgradig optimiert, sodass hochgradig korrelierte Konfigurationsinteraktionen durchgeführt werden können.
• Es kann skalare relativistische Korrekturen zusammen mit einigen anderen Operationen durchführen.

3. SPIEL

GAMESS ist eine Ab-initio-Software für molekulare elektronische Strukturen. Diese Linux-Chemie-Software ist ein wesentlicher Bestandteil der Quantenchemie. Es kann verschiedene Arten von Wellenfunktionen berechnen. Der Entwickler teilte den ursprünglichen Code in zwei verschiedene Versionen namens GAMESS-US und GAMESS-UK auf. Es gibt mehrere Unterschiede zwischen diesen beiden Versionen, da beide umfassend modifiziert wurden. Hier spreche ich von der UK-Version der Software.

Hauptmerkmale von GAMESS-UK

• Es kann mit verschiedenen Berechnungsmethoden wie Direct SCF, Direct MP2 und Direct RPA arbeiten.
• Diese Software verfügt über eine Vielzahl integrierter Analysetools, darunter Distributed Multipole Analysis, Natural Bond Orbital (NBO)-Analyse, Mulliken- und Lowdin-Populationsanalyse.
• Die eingebauten lokalen und nichtlokalen Pseudopotentiale können die zweiten Ableitungen der Energie berechnen.
• Es verfügt über eine integrierte CCP1GUI zum Anzeigen von Skalar- und Vektordaten, die aus der Vor- und Nachverarbeitung stammen.
• GAMESS kann flüssig in einem parallelen System laufen, um die Produktivität zu steigern.

4. MPQC

MPQC ist eine Abkürzung des ursprünglichen Namens eines Open-Source-Chemie-Tools namens Massively Parallel Quantum Chemistry Software. Es kann die Eigenschaften von Molekülen in den Methoden der Quantenchemie berechnen. Der Hauptfokus des Werkzeugs liegt auf elektronischen Vielteilchenstrukturmethoden, wie z. B. Coupled-Cluster. Die aktuelle Version ist weithin als MPQC4 bekannt und kann auf einem parallelen Computersystem ausgeführt werden.

Hauptmerkmale von MPQC

• Diese Quelle des Tools hat ein objektorientiertes Design.
• MPQC unterstützt Parallelverarbeitung, was die Rechengeschwindigkeit erhöht.
• In dieses Tool ist ein erweiterter Koordinatengeometrie-Analysator integriert.
• Es unterstützt sowohl die Hartree-Fock- als auch die Dichtefunktionaltheorie für geschlossenschalige, uneingeschränkte und allgemein eingeschränkte offenschalige Energien und Gradienten.
• MPQC unterstützt verschiedene Methoden für Theorien zweiter Ordnung für Energien und Gradienten.

5. NWChem

NWChem ist eine Ab-initio-Computerchemie-Software. Dieses Chemie-Tool für Linux kann komplexe Berechnungen zur Molekularchemie durchführen. Wie die meisten anderen guten Forschungsprogramme unterstützt es parallele Computersysteme. NWChem ist ein skalierbares Tool und kann daher vom Heim-PC bis hin zu Hochleistungs-Computernetzwerken verwendet werden. Es nutzt das Prinzip der klassischen Molekulardynamik zur Simulation der chemischen Struktur von Molekülen.

Hauptmerkmale von NWChem

• Es kann Berechnungen sowohl mit klassischen als auch mit Quantenmethoden durchführen.
• Die hochproduktive Skalierungsfunktion ermöglicht die Anpassung an den Cluster von Tausenden von Prozessoren.
•  Es kann mit der Hartree-Fock-Methode die Wellenfunktion und die Energie eines Quanten-Vielteilchensystems im stationären Zustand bestimmen.
• NWChem unterstützt relativistische Korrekturen in Berechnungen in verschiedenen Methoden, darunter Douglas-Kroll, Dyall-Dirac, Spin-Orbit usw.
• Dieses Tool verwendet Pseudopotentiale und Basissätze für ebene Wellen, um Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie durchzuführen.

6. Avogadro

Avogadro ist ein fortschrittlicher Moleküleditor und -visualisierer. Es ist eine plattformübergreifende Linux-Chemiesoftware, die in einigen anderen Bereichen wie Physik, Biologie und Materialwissenschaften verwendet wird. Dieses Visualisierungstool verfügt über eine fortschrittliche Rendering-Engine, die über ein Plugin-System erweiterbar ist. Die kommende Version dieses Tools wird Berichten zufolge über leistungsstarke Skriptfähigkeiten zur Aufgabenautomatisierung verfügen.

Hauptmerkmale von Avogadro

• Es unterstützt verschiedene Threads für Rendering- und Berechnungsaufgaben.
• Dieses Tool verfügt über eine integrierte Unterstützung für kristallographische Einheitszellen.
• Es kann Dateien aus der beliebten Software Open Babel importieren.
• Entwickler können die Funktionalität mithilfe der Plugin-Architektur erweitern.
• Es hat einen eingebauten Interpreter für die Skripterstellung mit der Python-Sprache.
• Es bietet eine großartige Dokumentation für seine APIs. Alle APIs sind öffentlich verfügbar.

7. PyMOL

Wie der Name schon sagt, basiert dieses Tool auf der Python-Sprache. PyMOL verwendet OpenGL zur Visualisierung von Molekulargrafiken. Dieses Chemie-Tool für Linux kann molekulare Daten in Echtzeit visualisieren. Es kann atemberaubende Bilder erzeugen und sie animieren. Dieses Tool ist kostenlos unter der GPL-Lizenz erhältlich. Es bietet benutzerfreundliche APIs zur Verwendung in benutzerdefinierten Anwendungen.

Hauptmerkmale von PyMOL

• Es unterstützt dreidimensionale Visualisierung in Echtzeit.
• Die OpenGL-Grafikbibliothek ermöglicht es, qualitativ hochwertiges Rendering nach Veröffentlichungsstandard durchzuführen.
• PyMOL bietet ein umfangreiches Animationstool für die Videovisualisierung.
• Es kann Reflexionsdaten verwenden, um Elektronendichtekarten zu erstellen.
• Es hat einige integrierte Messwerkzeuge, einschließlich Winkel, Entfernungen usw.
• Es kann verschiedene Dateiformate lesen, darunter .pze, .pzw, .pse.gz, .psw.gz usw.

8. CP2K

CP2K ist eine kostenlose Open-Source-Atomsimulationssoftware. Es kann Materialien in verschiedenen Zuständen wie fest, flüssig, kristallisiert usw. simulieren. Es wird in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft, einschließlich Physik, Chemie und Biologie, häufig eingesetzt. Diese Linux-Chemiesoftware kann die elektronische Struktur von Molekülen in den linearen und parallelen Skalierungsmethoden durchführen. Es verfügt über ein QUICKSTEP-Modul zur Durchführung verschiedener Ab-initio-Methoden.

Hauptmerkmale von CP2K

• Es verwendet die DFT-Technik für die computergestützte quantenmechanische Modellierung.
• Dieses Tool kann die Energie eines Quanten-Vielteilchensystems in einem stationären Zustand durch die Hartree-Fock-Methode bestimmen.
• Es unterstützt mehrere Theorien zweiter Ordnung für die Berechnung von Energien und Kräften.
• CP2K kann seine Dichtefunktionen über die LibXC-Funktionsbibliothek erweitern.
• Dieses Tool kann Einzelpunktenergien, Geometrieoptimierungen und Frequenzen berechnen.

9. Öffnen Sie Babel

Open Babel ist auch als chemischer Werkzeugkasten bekannt. Zahlreiche Chemie-Tools hängen von diesem Softwarepaket ab. Dieses Open-Source-Chemie-Tool kann chemische Datendateien lesen und bearbeiten. Da es sich um ein Gemeinschaftsprojekt handelt, kann die Öffentlichkeit Daten in diesem Softwaresystem suchen, konvertieren, analysieren oder speichern. Open Babel kann viele Dateiformate konvertieren, die in Bereichen der Molekularmodellierung verwendet werden. Es verfügt über eine Befehlszeilenschnittstelle und ist mit anderer gängiger Software kompatibel.

Hauptfunktionen von Open Babel

• Es verfügt über integrierte Tools zum Konvertieren von Dateien sowie zum Suchen nach Molekülen.
• Eine Vielzahl von Dateiformaten für chemische Daten wird von diesem Tool unterstützt.
• Dieses Tool kann importierte Dateitypen automatisch erkennen. Benutzer müssen sie also nicht definieren.
• Die Batch-Konvertierungsfunktion spart Zeit und steigert die Produktivität.
• Es unterstützt alle Grundprinzipien der Molekularmechanik.
• Benutzer können Wasserstoff für eine bessere Simulation hinzufügen oder entfernen.

10. Gabedit

Wie andere Chemie-Tools für Linux ist Gabedit keine einzelne Software. Vielmehr handelt es sich um ein GUI-basiertes komplettes Softwarepaket, das Gamess-US, Molcas, Gaussian, MPQC, Molpro usw. umfasst. Somit kann es eine Vielzahl von Aufgaben im Zusammenhang mit Computerchemie ausführen. Von verschiedenen Arten der Analyse bis hin zum visuellen Rendering, Gabedit hat alles für Sie.

Hauptfunktionen von Gabedit

• Dieses Toolset unterstützt fast alle wichtigen Dateiformate für chemische Daten.
• Es kann die Analyseergebnisse, die von unterschiedlicher Chemie-Software abgeleitet wurden, grafisch darstellen.
• Datenvisualisierungstools haben unterschiedliche Anpassungsparameter.
• Die gerenderten grafischen Daten können animiert und als Videodateien exportiert werden.
• Dieses Tool kann Bahndaten aus den GENNBO-Dateien lesen.
• Es bietet integrierte Unterstützung für die beliebte Chemiesoftware NWChem.

11. Jmol

Jmol ist der Name eines Open-Source-Chemie-Tools. Es ist ein 3D-Bildbetrachter, der auf Java basiert. Dieses Werkzeug wird häufig beim Betrachten dreidimensionaler chemischer Strukturen verwendet. Es wird nicht nur in der Analyse oder Forschung verwendet. Vielmehr handelt es sich um ein anfängerfreundliches Tool, das im Unterricht auf allen Ebenen eingesetzt werden kann. Neben der Chemie wird dieses Tool auch in den Bereichen Physik, Biologie und Materialwissenschaften eingesetzt.

Hauptmerkmale von Jmol

• Es gibt ein Applet namens JmolApplet, das sich in die Webseiten integrieren lässt. Dieses Tool ist sehr nützlich, um Online-Kurse oder Tutorials zu verbessern.
• Als Java-basiertes Tool läuft es problemlos auf jedem Linux-Rechner.
• Es kann 3D-Grafiken rendern, egal wie leistungsfähig die Grafikverarbeitungseinheit ist.
• Dieses Tool unterstützt eine breite Palette von molekularen Dateiformaten, von den beliebtesten bis zu den proprietären Formaten.
• Jmol kann die von der Molekülstruktur abgeleitete grafische Ausgabe animieren.
• Es kann Grafiken in verschiedene häufig verwendete Dateiformate exportieren.

12. Kalzium

Kalzium ist eine ziemlich einfache Chemie-Software für Linux. Aber es ist so nützlich, dass jeder Gymnasiast es in seine Maschine einbauen sollte. Dieses Softwarepaket enthält alle grundlegenden Informationen zu Elementen und es ist sogar ein vollwertiges Periodensystem integriert. Außerdem erhalten Sie einen 3D-Molekül-Viewer, einen Löser für chemische Gleichungen und andere nützliche Tools.

Hauptmerkmale von Kalzium

• Benutzer können das Periodensystem mit vollem Funktionsumfang auf herkömmliche Weise anzeigen.
• Das Periodensystem kann nach Gruppen, Blöcken und Familien sortiert werden.
• Der integrierte Löser für chemische Gleichungen hilft beim Lösen komplexer Gleichungen.
• Benutzer können dreidimensionale Strukturen von Molekülen aus verschiedenen chemischen Dateiformaten visualisieren.
• Die Zeitleiste ist ein interessantes Feature, um die Geschichte eines Elements zu kennen.

13. XDrawChem

XDrawChem ist eine zweidimensionale Visualisierungssoftware. Dieses Open-Source-Chemietool kann chemische Strukturen und Reaktionen visualisieren. Vielleicht kennen Sie das beliebte kostenpflichtige Tool ChemDraw. XDrawChem hat fast ähnliche Funktionalitäten ohne jegliche Kosten. Es ist mit zahlreichen Dateiformaten kompatibel. Benutzer können Bilder in gängigen PNG- und EPS-Formaten exportieren.

Hauptmerkmale von XDrawChem

• Es kann verschiedene Komponenten erkennen und sie beim Zeichnen automatisch ausrichten.
• Es hat eine riesige eingebaute Strukturbibliothek von fast allen Standard-Amino- und Nukleinsäuren.
• Benutzer können Strukturinformationen basierend auf verschiedenen Parametern von Servern herunterladen.
• Diese Linux-Chemiesoftware kann alle Formate lesen und schreiben, die von der aktuellen Version von Open Babel unterstützt werden.
• Benutzer haben die Möglichkeit, 3D-Zeichnungsfunktionen hinzuzufügen, indem sie das BUILD3D-Tool installieren.

14. GROMACS

Dieses Chemie-Tool für Linux ist ein Simulator zum Erstellen und Analysieren von Molekulardynamik. Es ist ein sehr flexibles Werkzeug, das in verschiedenen Bereichen der angewandten Natur- und Ingenieurwissenschaften eingesetzt wird. Es kann die Molekulardynamik von Millionen von Teilchen simulieren. Aus diesem besonderen Grund wird es häufig in biochemischen Reaktionen verwendet, bei denen riesige Protein- und Lipidmoleküle vorhanden sind. Die Entwickler bemühen sich sehr, es mit der Bioinformatik-Datenbank zu integrieren.

Hauptmerkmale von GROMACS

• Benutzer müssen keine Vorkenntnisse in Skripterstellung haben. Es verfügt über eine benutzerfreundliche und einfache Benutzeroberfläche.
• Die Entwickler stellen Anfängern kostenlose Benutzerhandbücher im E-Book-Format zur Verfügung.
• Die erweiterte Ladebildschirmfunktion bietet Ihnen Informationen zur verbleibenden Zeit und zum Fortschritt.
• Benutzer können die Flugbahndaten mit einer fortschrittlichen Komprimierungsmethode speichern.
• Die Trajektorien-Tools können Ausgaben in Anmutdiagrammen generieren, mit Achsenbeschriftungen, Legenden usw.

15. BKChem

BKChem ist eine der einfachsten Chemie-Software, die es gibt. Dieses Tool ist kostenlos und Open Source. Der ursprüngliche Code wurde in der Sprache Python geschrieben. Es ist ein zweidimensionaler Moleküleditor. Aber abgesehen davon ist es mit vielen Funktionen aufgebläht.

Hauptmerkmale von BKChem

• Benutzer können aus einer Vorlage zeichnen, um die Produktivität zu steigern.
• Das Zeichenwerkzeug hat Rich-Text- und Farbunterstützung.
• Benutzer erhalten alle grundlegenden Anordnungsfunktionen, einschließlich Ausrichtung, Drehung, Skalierung usw.
• Es kann Zeichnungen in SVG, EPS, PDF und fast alle gängigen Formate exportieren.
• Benutzer können ihre eigenen Plugins entwickeln, indem sie Code mit Python und XML schreiben.

Abschließende Gedanken

Wie ich bereits sagte, gibt es eine Menge Linux-Chemiesoftware, die von verschiedenen Entwicklern erstellt wurde. Jede Verpackung ist anders und hat ihren Zweck. Für eine bestimmte Aufgabe erhalten Sie viele alternative Werkzeuge. Auch hier sind einige Tools auf ihre Weise einzigartig.

Die obige Liste ist kuratiert, damit Sie eine Vorstellung davon bekommen, welche Art von Software Sie für Ihre Arbeit benötigen. Aber es ist immer besser, die maximale Anzahl an Software auszuprobieren, um den Sweetspot Ihrer Anforderungen zu erfüllen. Wenn Sie diese Liste nützlich finden, vergessen Sie nicht, sie mit Ihren Kollegen und Kollegen zu teilen. Und wenn Ihr Lieblingstool fehlt, zögern Sie nicht, dies im Kommentarbereich zu erwähnen.