I 15 migliori strumenti di chimica per il sistema Linux

La chimica non è affatto un noioso campo della scienza. Se hai una solida conoscenza di base, sei destinato ad amarla. Esistono molti programmi per computer per rendere interessante l'apprendimento della chimica. D'altra parte, il lavoro di studio e ricerca superiore in chimica non può essere svolto senza l'utilizzo di alcuni software. Ma non è un compito facile ottenere la guida per il software di cui hai bisogno. La maggior parte degli strumenti non funziona come previsto dopo l'installazione. Per gli utenti Linux là fuori, trovare il miglior software di chimica Linux è ancora più faticoso a causa della base di utenti più piccola. Quindi, se sei qui alla ricerca di alcuni strumenti di chimica open source per Linux, sei nel posto giusto.

I migliori strumenti di chimica per Linux

Diversi programmi hanno usi diversi. Alcuni sono buoni per i principianti, mentre altri per utenti avanzati. Ancora una volta, uno studente di chimica di livello liceale non ha bisogno di utilizzare software di ricerca chimica. La persona giusta ha bisogno dello strumento giusto. Quindi, qui abbiamo creato per te un elenco contenente i 15 migliori strumenti Linux open source. L'elenco contiene software di diverse categorie per coprirti.

1. Tomviz

Tomviz è un popolare strumento di chimica open source per Linux. È principalmente uno strumento di analisi dei dati tomografici. La tomografia è il metodo di sezionamento e imaging di una cosa particolare utilizzando un'onda penetrante. La TAC è un buon esempio di utilizzo del principio della tomografia. Tomviz può visualizzare i dati tomografici in formato 3D. Può persino usare Python per algoritmi personalizzati per analizzare i dati tomografici.

Caratteristiche principali di Tomviz

• È dotato di una bellissima GUI per molti set di strumenti di rendering integrati.
• Gli utenti ottengono una varietà di opzioni di personalizzazione nelle impostazioni di visualizzazione.
• I parametri delle impostazioni di visualizzazione possono essere usati in combinazione.
• Gli utenti possono animare l'output visivo finale. Possono anche salvare come file immagine o video.
• I dati raccolti possono essere analizzati da algoritmi definiti dall'utente.
• Supporta un gran numero di formati di file per l'importazione e l'esportazione di dati.

2. Psi4

È uno strumento di chimica Linux open source. È principalmente un pacchetto software di chimica quantistica ab initio. Questo strumento può simulare una varietà di proprietà molecolari con elevata precisione. Questo software di chimica Linux è scritto nel linguaggio C++. Gli utenti hanno accesso a numerosi metodi di chimica quantistica utilizzando i metodi e gli algoritmi numerici integrati di questo software. L'interfaccia Python avanzata di questo strumento consente all'utente di scrivere le proprie routine per i calcoli quantistici.

Caratteristiche principali di Psi4

• Ha una funzione di parallelizzazione della memoria condivisa che gli consente di sfruttare tutto il potenziale di una macchina multi-core.
• Gli utenti possono automatizzare le attività utilizzando il modulo di comando integrato basato su Python.
• Questo strumento può facilmente riconoscere e sfruttare il più grande sottogruppo abeliano del gruppo di punti molecolari.
• Il codice di questo strumento è altamente ottimizzato in modo che possa eseguire interazioni di configurazione altamente correlate.
• Può eseguire correzioni relativistiche scalari insieme ad altre operazioni.

3. GAMESS

GAMESS è un software di struttura elettronica molecolare ab initio. Questo software di chimica Linux è parte integrante della chimica quantistica. Può calcolare diversi tipi di funzioni d'onda. Lo sviluppatore ha suddiviso il codice originale in due diverse versioni denominate GAMESS-US e GAMESS-UK. Ci sono molte differenze tra queste due versioni perché entrambe sono ampiamente modificate. Qui sto parlando della versione inglese del software.

Caratteristiche principali di GAMESS-UK

• Può funzionare con diversi metodi di calcolo come Direct SCF, Direct MP2 e Direct RPA.
• Questo software offre un'ampia varietà di strumenti di analisi integrati, tra cui l'analisi multipolare distribuita, l'analisi NBO (Natural Bond Orbital), l'analisi della popolazione Mulliken e Lowdin.
• Gli pseudopotenziali locali e non locali incorporati possono calcolare le derivate seconde dell'energia.
• Ha CCP1GUI integrato per la visualizzazione di dati scalari e vettoriali derivati ​​dalla pre e post-elaborazione.
• GAMESS può funzionare in modo fluido in un sistema parallelo per aumentare la produttività.

4. MPQC

MPQC è l'abbreviazione del nome originale di uno strumento di chimica open source chiamato Massively Parallel Quantum Chemistry software. Può calcolare le proprietà delle molecole nei metodi della chimica quantistica. L'obiettivo principale dello strumento sono i metodi di struttura elettronica a molti corpi, come i cluster accoppiati. La versione corrente è ampiamente conosciuta come MPQC4 e può essere eseguita su un sistema informatico parallelo.

Caratteristiche principali di MPQC

• Questa fonte dello strumento ha un design orientato agli oggetti.
• MPQC supporta l'elaborazione parallela, che aumenta la velocità di calcolo.
• Ha un avanzato analizzatore di geometria delle coordinate integrato con questo strumento.
• Supporta sia la teoria del funzionale di Hartree-Fock che quella della densità per energie e gradienti a guscio aperto chiusi, illimitati e ristretti in generale.
• MPQC supporta diversi metodi per le teorie del secondo ordine per energie e gradienti.

5. NWChem

NWChem è un software di chimica computazionale ab initio. Questo strumento di chimica per Linux può eseguire calcoli complessi riguardanti la chimica molecolare. Come la maggior parte degli altri buoni software di ricerca, supporta i sistemi di elaborazione parallela. NWChem è uno strumento scalabile e quindi può essere utilizzato dai PC di casa alle reti di computer ad alte prestazioni. Utilizza il principio della dinamica molecolare classica per la simulazione della struttura chimica delle molecole.

Caratteristiche principali di NWCem

• Può gestire calcoli sia con metodi classici che quantistici.
• La funzione di scalabilità altamente produttiva consente di adattarsi al cluster di migliaia di processori.
•  Può determinare la funzione d'onda e l'energia di un sistema quantistico a molti corpi in uno stato stazionario con il metodo Hartree-Fock.
• NWChem supporta correzioni relativistiche nei calcoli in vari metodi, tra cui Douglas-Kroll, Dyall-Dirac, spin-orbit, ecc.
• Questo strumento utilizza pseudopotenziali e set di base di onde piane per eseguire i calcoli della teoria del funzionale della densità.

6. Avogadro

Avogadro è un editor e visualizzatore di molecole avanzato. È un software di chimica Linux multipiattaforma utilizzato in altri campi come la fisica, la biologia e la scienza dei materiali. Questo strumento di visualizzazione ha un motore di rendering avanzato che è estendibile tramite un sistema di plug-in. Secondo quanto riferito, la prossima versione di questo strumento avrà potenti capacità di scripting per l'automazione delle attività.

Caratteristiche principali di Avogadro

• Supporta vari thread per le attività di rendering e calcolo.
• Questo strumento ha il supporto integrato per le celle unitarie cristallografiche.
• Può importare file dal popolare software Open Babel.
• Gli sviluppatori possono estendere la funzionalità utilizzando la sua architettura plug-in.
• Ha un interprete integrato per lo scripting con il linguaggio Python.
• Offre un'ottima documentazione per le sue API. Tutte le API sono disponibili pubblicamente.

7. PyMOL

Come suggerisce il nome, questo strumento è basato sul linguaggio Python. PyMOL utilizza OpenGL per visualizzare i grafici molecolari. Questo strumento di chimica per Linux può eseguire la visualizzazione in tempo reale dei dati molecolari. Può generare immagini straordinarie e può animarle. Questo strumento è disponibile gratuitamente con licenza GPL. Fornisce API di facile utilizzo da utilizzare in applicazioni personalizzate.

Caratteristiche principali di PyMOL

• Supporta la visualizzazione tridimensionale in tempo reale.
• La libreria grafica OpenGL consente di eseguire rendering standard di pubblicazione di alta qualità.
• PyMOL offre un ampio strumento di animazione per la visualizzazione di video.
• Può utilizzare i dati di riflessione per generare mappe di densità elettronica.
• Ha alcuni strumenti di misurazione integrati, inclusi angoli, distanze, ecc.
• Può leggere vari formati di file tra cui .pze, .pzw, .pse.gz, .psw.gz, ecc.

8. CP2K

CP2K è un software di simulazione atomica gratuito e open source. Può simulare materiali in diversi stati come solido, liquido, cristallizzato, ecc. È molto utilizzato in diversi campi della scienza, tra cui fisica, chimica e biologia. Questo software di chimica Linux può eseguire la struttura elettronica delle molecole nei metodi di ridimensionamento lineare e parallelo. È dotato di un modulo QUICKSTEP per l'esecuzione di diversi metodi ab initio.

Caratteristiche principali di CP2K

• Utilizza la tecnica DFT per la modellazione meccanica quantistica computazionale.
• Questo strumento può determinare l'energia di un sistema quantistico a molti corpi in uno stato stazionario mediante il metodo Hartree-Fock.
• Supporta diverse teorie del secondo ordine per il calcolo di energie e forze.
• CP2K può estendere i suoi funzionali di densità tramite la libreria funzionale LibXC.
• Questo strumento può calcolare le energie di un singolo punto, le ottimizzazioni della geometria e la frequenza.

9. Apri Babele

Open Babel è anche conosciuto come una cassetta degli attrezzi chimica. Numerosi strumenti di chimica dipendono da questo pacchetto software. Questo strumento di chimica open source può leggere e modificare file di dati chimici. Poiché si tratta di un progetto collaborativo, il pubblico può cercare, convertire, analizzare o archiviare i dati in questo sistema software. Open Babel può convertire molti formati di file utilizzati nelle aree relative alla modellazione molecolare. Ha un'interfaccia a riga di comando ed è compatibile con altri software popolari.

Caratteristiche principali di Open Babel

• Ha strumenti integrati per la conversione di file e la ricerca di molecole.
• Questo strumento supporta un'ampia gamma di formati di file di dati chimici.
• Questo strumento è in grado di riconoscere automaticamente i tipi di file importati. Pertanto, gli utenti non hanno bisogno di definirli.
• La funzione di conversione batch consente di risparmiare tempo e aumenta la produttività.
• Supporta tutti i principi di base della meccanica molecolare.
• Gli utenti possono aggiungere o sottrarre idrogeno per una migliore simulazione.

10. Gabedit

Come altri strumenti di chimica per Linux, Gabedit non è un singolo software. Piuttosto è un pacchetto completo di software basato su GUI che include Gamess-US, Molcas, Gaussian, MPQC, Molpro, ecc. Pertanto può eseguire una varietà di attività relative alla chimica computazionale. Da diversi tipi di analisi al rendering visivo, Gabedit ti ha coperto.

Caratteristiche principali di Gabedit

• Questo set di strumenti supporta quasi tutti i principali formati di file relativi ai dati chimici.
• Può visualizzare graficamente i risultati dell'analisi derivati ​​da diversi software di chimica.
• Gli strumenti di visualizzazione dei dati hanno diversi parametri di personalizzazione.
• I dati grafici renderizzati possono essere animati ed esportati come file video.
• Questo strumento può leggere i dati orbitali dai file GENNBO.
• Ha il supporto integrato per il popolare software di chimica, NWChem.

11. Jmol

Jmol è il nome di uno strumento di chimica open source. È un visualizzatore di immagini 3D basato su Java. Questo strumento è ampiamente utilizzato nella visualizzazione di strutture chimiche tridimensionali. Non è utilizzato solo nell'analisi o nella ricerca. Piuttosto questo è uno strumento adatto ai principianti che può essere utilizzato nell'insegnamento a qualsiasi livello. Oltre alla chimica, questo strumento è utilizzato nel campo della fisica, della biologia e della scienza dei materiali.

Caratteristiche principali di Jmol

• C'è un'applet chiamata JmolApplet che può integrarsi con le pagine web. Questo strumento è molto utile per migliorare corsi o tutorial online.
• Essendo uno strumento basato su Java, funziona su qualsiasi macchina Linux senza problemi.
• Può eseguire il rendering di grafica 3D indipendentemente dalla potenza dell'unità di elaborazione grafica.
• Questo strumento supporta un'ampia gamma di formati di file molecolari, dai più popolari ai formati proprietari.
• Jmol può animare l'output grafico derivato dalla struttura molecolare.
• Può esportare la grafica in diversi formati di file comunemente usati.

12. Kalzium

Kalzium è un software di chimica piuttosto semplice per Linux. Ma è così utile che ogni studente delle scuole superiori dovrebbe installarlo nella propria macchina. Questo pacchetto software contiene tutte le informazioni di base relative agli elementi e include anche una tavola periodica completa. Avrai anche un visualizzatore di molecole 3D, un risolutore di equazioni chimiche e altri strumenti utili.

Caratteristiche principali di Kalzium

• Gli utenti possono visualizzare la tavola periodica completa in modalità legacy.
• La tavola periodica può essere ordinata per gruppi, blocchi e famiglie.
• Il risolutore di equazioni chimiche integrato aiuta a risolvere equazioni complesse.
• Gli utenti possono visualizzare strutture tridimensionali di molecole da diversi formati di file chimici.
• La sequenza temporale è una caratteristica interessante per conoscere la storia di qualsiasi elemento.

13. XDrawChem

XDrawChem è un software di visualizzazione bidimensionale. Questo strumento di chimica open source può visualizzare strutture e reazioni chimiche. Potresti aver saputo del popolare strumento a pagamento, ChemDraw. XDrawChem ha funzionalità quasi simili senza alcun costo. È compatibile con numerosi formati di file. Gli utenti possono esportare le immagini nei popolari formati PNG ed EPS.

Caratteristiche principali di XDrawChem

• Può rilevare diversi componenti e allinearli automaticamente durante il disegno.
• Ha un'enorme libreria di strutture integrate di quasi tutti gli amminoacidi e gli acidi nucleici standard.
• Gli utenti possono scaricare informazioni sulla struttura dai server in base a diversi parametri.
• Questo software di chimica Linux può leggere e scrivere qualsiasi formato supportato dall'attuale versione di Open Babel.
• Gli utenti hanno la possibilità di aggiungere funzionalità di disegno 3D installando lo strumento BUILD3D.

14. GROMACS

Questo strumento di chimica per Linux è un simulatore per costruire e analizzare le dinamiche molecolari. È uno strumento molto flessibile che viene utilizzato in diversi campi della scienza applicata e dell'ingegneria. Può simulare la dinamica molecolare di milioni di particelle. Per questo particolare motivo è molto utilizzato nelle reazioni biochimiche in cui sono presenti enormi molecole proteiche e lipidiche. Gli sviluppatori stanno cercando di integrarlo con il database di bioinformatica.

Caratteristiche principali di GROMACS

• Gli utenti non devono avere alcuna conoscenza precedente di scripting. È dotato di un'interfaccia utente semplice e facile da usare.
• Gli sviluppatori stanno fornendo manuali utente gratuiti in formato ebook per i principianti.
• La funzione avanzata della schermata di caricamento fornisce informazioni relative al tempo rimanente e all'avanzamento.
• Gli utenti possono memorizzare i dati della traiettoria utilizzando un metodo di compressione avanzato.
• Gli strumenti di traiettoria possono generare output in grafici di grazia, con etichette degli assi, legende, ecc.

15. BKChem

BKChem è uno dei software di chimica più semplici disponibili là fuori. Questo strumento è gratuito e open-source. Il codice originale è stato scritto in linguaggio Python. È un editor di molecole bidimensionale. Ma a parte questo, è pieno di molte funzionalità.

Caratteristiche principali di BKChem

• Gli utenti possono attingere da un modello per aumentare la produttività.
• Lo strumento di disegno ha un supporto ricco di testo e colore.
• Gli utenti ottengono tutte le funzionalità di disposizione di base, inclusi allineamento, rotazione, ridimensionamento, ecc.
• Può esportare disegni in SVG, EPS, PDF e quasi tutti i formati più diffusi.
• Gli utenti possono sviluppare i propri plugin scrivendo codice con Python e XML.

Pensieri finali

Come ho detto prima, c'è un sacco di software di chimica Linux realizzato da diversi sviluppatori. Ogni pacchetto è diverso e ha il suo scopo. Per un lavoro specifico, otterrai molti strumenti alternativi. Anche in questo caso alcuni strumenti sono unici nel loro genere.

L'elenco sopra è curato in modo da farti un'idea del tipo di software di cui avrai bisogno per il tuo lavoro. Ma è sempre meglio provare il numero massimo di software per soddisfare il punto debole delle tue esigenze. Se trovi utile questo elenco, non dimenticare di condividerlo con i tuoi compagni e colleghi. E, se manca il tuo strumento preferito, non esitare a menzionarlo nella sezione dei commenti.