INFORMAČNÍ A KOMUNIKAČNÍ TECHNOLOGIE V CHEMII

Transkript

1 INFORMAČNÍ A KOMUNIKAČNÍ TECHNOLOGIE V CHEMII URČENO PRO VZDĚLÁVÁNÍ V AKREDITOVANÝCH STUDIJNÍCH PROGRAMECH Mgr. Martin Mucha, Ph.D. Doc. PaedDr. Dana Kričfaluši, CSc. ČÍSLO OPERAČNÍHO PROGRAMU: CZ.1.07 NÁZEV OPERAČNÍHO PROGRAMU: VZDĚLÁVÁNÍ PRO KONKURENCESCHOPNOST OPATŘENÍ: 7.2 ČÍSLO OBLASTI PODPORY: INOVACE VÝUKY INFORMATICKÝCH PŘEDMĚTŮ VE STUDIJNÍCH PROGRAMECH OSTRAVSKÉ UNIVERZITY REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU: CZ.1.07/2.2.00/ OSTRAVA 2014

2 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Recenzent: Mgr. Kateřina Trčková Název: Informační a komunikační technologie v chemii Autor: Martin Mucha, Dana Kričfaluši Vydání: první, 2014 Počet stran: 161 Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku odpovídá autor. Martin Mucha, Dana Kričfaluši Ostravská univerzita v Ostravě

3 OBSAH 1 ÚVOD ZÁKLADNÍ VYUŽITÍ POČÍTAČE V CHEMII MS WORD Rozhraní MS Word 2010/2013, základní operace s textem Využití stylů pro formátování textu Vkládání automatického obsahu Použití křížových odkazů Práce se záhlavím a zápatím Tvorba rovnic Možnosti tvorby formulářů MS EXCEL Základní funkce Práce s grafy Funkce a vzorce MS POWERPOINT Základní funkce TVORBA VZORCŮ A NÁKRESŮ APARATUR, MOLEKULÁRNÍ MODELOVÁNÍ ACD CHEMSKETCH Získání a instalace programu Rozhraní programu Tvorba vzorců Tvorba rovnic Knihovna templatů Tvorba nákresů aparatur D zobrazení PROGRAMY PRO MOLEKULÁRNÍ MODELOVÁNÍ Ghemical Avogadro HyperChem POKROČILÁ TVORBA TISKOVIN V PROGRAMU SCRIBUS ROZHRANÍ PROGRAMU NASTAVENÍ VLASTNOSTÍ STRÁNKY PRÁCE S TEXTEM Vkládání textu Úpravy textu Úpravy používaných barev Použití stylů Přetékání rámců Text na křivce Pár slov o fontech PRÁCE S GRAFIKOU Základy počítačové grafiky Práce s obrázky Možnosti vektorové grafiky ve Scribusu PRÁCE S TABULKAMI... 96

4 4.6 NASTAVENÍ LAYOUTU SAZBY MOŽNOSTI EXPORTU BITMAPOVÁ GRAFIKA A FOTOGRAFIE ZÁKLADNÍ POJMY ÚPRAVY BITMAPOVÉ GRAFIKY A FOTOGRAFIÍ ÚPRAVY GRAFIKY V PROGRAMU GIMP Základy práce s programem GIMP Ořez obrázků Doostření obrázků Úpravy tonality jas a kontrast Úpravy tonality úrovně Úpravy tonality křivky Další možnosti úprav CHEMICKÉ DATABÁZE MOŽNOSTI ZÍSKÁVÁNÍ INFORMACÍ V CHEMII VYHLEDÁVÁNÍ V DATABÁZÍCH ScienceDirect Scopus Web of Science Chemical Abstracts VPN TVORBA CITACÍ DLE NORMY ČSN ISO INFORMAČNÍ TECHNOLOGIE VE VÝUCE CHEMIE HARDWARE POUŽÍVANÝ VE VÝUCE Vybavení PC Projektory Interaktivní prostředky SOFTWARE VE VÝUCE CHEMIE Základní softwarové vybavení Specializovaný software EXPERIMENTÁLNÍ ČINNOSTI VE VÝUCE CHEMIE S POČÍTAČOVOU PODPOROU ÚVOD POČÍTAČOVÉ ZPRACOVÁNÍ DAT POČÍTAČOVÉ SIMULACE PŘÍMÉ SPOJENÍ CHEMICKÉHO EXPERIMENTU S POČÍTAČEM Hardware počítačových měřících systémů Software počítačových měřících systémů Měření vybraných veličin s PC Příklady školních počítačových měřících systémů VIRTUÁLNÍ A VZDÁLENÉ LABORATOŘE

5 1 Úvod Výpočetní technika a komunikační technologie (ICT) zasahují v současné době téměř do všech oblastí lidské činnosti. Nejinak tomu je také v případě chemie. Využití výpočetní techniky v chemii lze uchopit od toho nejjednoduššího, tedy tvorby textů, prezentací a posterových sdělení, přes zpracování experimentálních dat v tabulkových kalkulátorech nebo v různých statistických softwarech. K základnímu využití ICT v oblasti chemie lze rovněž zařadit vyhledávání informací v různých internetových databázích jako je Scopus, ScienceDirect nebo Chemical Abstracts. K sofistikovanějšímu využití pak lze zařadit např. molekulární a strukturní modelování, které je v současnosti velmi hojně využíváno v oblasti výzkumu materiálů, nanotechnologií, ale také v oblasti predikce chování nových látek, například léčiv. Samostatnou oblastí pak je počítačem řízený proces výroby v chemických provozech. Nedílnou součástí chemie je však také její výuka. Bez kvalitní přípravy studentů již na nižších stupních škol (základních a středních) by byl další rozvoj naší společnosti velmi obtížný, ne-li nemožný. ICT mohou učiteli, pokud je správně použije, velmi pomoci při vysvětlení učiva, především v rámci principu názornosti. Správně použité ICT však mají také funkci motivační. Nasazení ICT ve výuce chemie se však neomezuje jen na prezentaci faktů, případně názorné ukázky vztahující se k probíranému učivu. V současnosti je na trhu celá řada zařízení, která umožňují provádět tzv. počítačem podporovaný experiment. Jednodušší sady umožňují sběr a vyhodnocování dat, sofistikovanější pak i řízení procesů. Pro nasazení počítačem podporovaného experimentu však není zapotřebí nakupovat drahé příslušenství. Vždyť už jen zpracování experimentálních dat v tabulkovém kalkulátoru lze zařadit k tomuto druhu experimentů. Tato opora se zabývá možnostmi nasazení ICT v chemii. Uvádí postupy pro základní i pokročilé využití základního programového vybavení téměř každého počítače, ale také pro využití dalšího softwaru pro prezentaci dat. Rovněž se snaží ozřejmit možnosti vyhledávání informací v internetových databázích. Molekulární modelování je velmi rozsáhlá problematika, proto se bude tento text zabývat pouze základními postupy pro prezentaci dat (kreslení chemických 5

6 struktur ve 2D) a úvodem do 3D modelování. V každé části bude navržen software, který je k dispozici k použití zdarma (licence freeware nebo Open source) a bude popsána základní práce v tomto softwaru. Pouze části zabývající se textovými editory, tabulkovými kalkulátory a prezentačním softwarem se budou věnovat komerčnímu, a pravděpodobně nejpoužívanějšímu, softwarovému balíku MS Office. V části zabývající se výukou chemie budou popsány možnosti nasazení různého hardware a software ve výuce a dále budou popsány možnosti nasazení počítačem podporovaného experimentu. 6

7 2 Základní využití počítače v chemii V této kapitole se dozvíte: Jaké jsou základní možnosti využití PC v chemii. Informace o pokročilém využití MS Word. Informace o využití MS Excel. Informace o využití MS PowerPoint. Po jejím prostudování byste měli být schopni: Vytvořit a naformátovat text pomocí stylů. Vytvořit obsah dokumentu. Použít křížové odkazy pro tvorbu citací. Tvořit rovnice a formuláře. Pracovat s tabulkovým kalkulátorem. Tvořit grafy. Tvořit prezentace. Klíčová slova této kapitoly: Kancelářský balík, textový editor, styly, pokročilé úpravy textů, tabulkový kalkulátor, grafy, prezentace. Doba potřebná ke studiu: 10 hodin Průvodce studiem Tato kapitola se zabývá základními i pokročilými postupy při tvorbě textových dokumentů, tabulek, výpočtů, tvorbě grafů a prezentací. Všechny tyto dovednosti by měly patřit k základům využití PC, studenti však často, především v případě pokročilejších postupů, tápou. Kapitola se snaží ukázat postupy, které mohou často ušetřit značné množství času při přípravě dokumentů nebo např. při vyhodnocování experimentálních dat. Na studium této části si vyhraďte alespoň 10 hodin. Doporučujeme studovat s přestávkami vždy po vyzkoušení jednotlivých postupů v praxi. Po celkovém prostudování a vyřešení všech příkladů doporučujeme dát si pauzu, třeba 1 den, a pak se teprve pustit do vypracování korespondenčního úkolu. Za základní využití lze považovat práci v kancelářském softwaru, tedy psaní textů v textovém editoru, základy zpracování dat v tabulkovém kalkulátoru a 7

8 tvorbu prezentací. Nejpoužívanějším kancelářským balíkem je pravděpodobně MS Office [1], v současné době ve verzi U tohoto softwarového balíku došlo k výrazné změně prostředí mezi verzemi 2003 a Ač je nové prostředí na trhu již delší dobu, stále však existuje řada uživatelů, kteří nedají dopustit na starší rozhraní. Vzhledem k tomu, že software se starším rozhraním již není na trhu, bude se tato opora věnovat nové verzi balíku MS Office (verze 2010/2013). Tyto nové verze používají pro ukládání dat nové formáty souborů založené na standardu XML (přípony docx, xlsx, pptx). Pro použití souborů vytvořených v nových verzích MS Office na počítačích s nainstalovanou starší verzí (2003 a starší) lze v nové verzi uložit soubor ve starším formátu (doc, xls, ppt; Uložit jako dokument ). Druhou možností pak je instalace MS Compatibility pack [2]. Po instalaci tohoto doplňku jsou pak starší verze MS Office schopné otevřít i nové formáty souborů s x na konci. Samozřejmě existuje řada kancelářských balíků, které jsou šířeny pod licencemi Freeware nebo Open source. Příkladem již relativně dobře fungujícího kancelářského balíku může být např. Apache OpenOffice [3] nebo LibreOffice [4]. 2.1 MS Word Tato kapitola se bude zabývat prací v textovém editoru MS Word. V první části bude probráno rozhraní aplikace společně se základními úpravami textu. Znalosti práce v textovém editoru by měly patřit k základním dovednostem již u studentů na střední škole, proto zde bude uveden jen stručný přehled. Stěžejní část kapitoly se bude zabývat pokročilejšími postupy, bude probráno použití stylů pro formátování dokumentů, dále pak automatická tvorba obsahů, použití křížových odkazů pro tvorbu citací vědeckých prací, práce s komentáři a revizemi dokumentů, možnosti tvorby a použití formulářů, použití záhlaví a zápatí nebo tvorba rovnic. 8

9 2.1.1 Rozhraní MS Word 2010/2013, základní operace s textem Rozhraní všech aplikací sady MS Office je v nové verzi tvořeno Lištou nástrojů pro rychlý přístup (úplně nahoře v programu), dále pak Pásem karet, ve kterých se nacházejí veškeré funkce programu. V základním nastavení nejsou na pásu karet všechny karty, některé je, v případě potřeby, nutné na pás karet připojit. To je také případ karty vývojář, ve které se nacházejí funkce pro tvorbu formulářů. Jak danou kartu zapnout bude uvedeno v příslušné podkapitole. Základní okno programu MS Word s otevřenou kartou Soubor je zobrazeno na obrázku 1. Na kartě Soubor lze ovládat ukládání a otevírání dokumentů nebo také tisk. V neposlední řadě zde lze otevřít nápovědu programu, ale také, a to je relativně důležité, lze zde nastavovat chování a vzhled programu, např. také rozložení či zobrazení jednotlivých karet. Všechny úpravy prostředí se odehrávají v dialogu otevřeném při kliknutí na položku Možnosti. Obr. 1: MS Word karta Soubor 9

10 Na obrázku 2 je zobrazena karta Domů. Při otevření programu je v základním nastavení vždy otevřena tato karta. Nacházejí se na ní základní a nejpoužívanější možnosti práce s textem. Funkce jsou rozděleny do jednotlivých bloků. V případě potřeby je možné na kterékoli tlačítko funkce najet ukazatelem myši, přičemž po chvíli se zobrazí kontextová nápověda popisující danou funkci. Zleva první blok (Schránka) obsahuje funkce kopírování a vkládání textu a dalších objektů, včetně nastavení možností vložení po kliknutí na šipku pod Vložit. Další blok obsahuje příkazy pro základní formátování textu (písmo; velikost; řez tučné, kurzíva; indexy; barva textu a podbarvení textu pozadí; podtržení a přeškrtnutí textu; ale také nastavení horních a dolních indexů). V další části (Odstavec) se nacházejí příkazy pro nastavení zarovnání textu, řádkování a pro tvorbu seznamů. Zde je pro další části textu důležitá právě práce s číslovanými seznamy. Pomocí číslovaného seznamu lze vytvořit např. Seznam použité literatury a tento poté pomocí křížových odkazů navázat na odkazy v textu. V závěrečných pracích se však nejčastěji využívá typ číslování s hranatými závorkami, který v základním nastavení není v MS Word definován. Není však problém si tento, nebo jakýkoli jiný, formát nadefinovat. Po kliknutí na trojúhelníček vedle tlačítka číslovaný seznam lze zvolit možnost Definovat nový číselný formát. V otevřeném dialogu lze zvolit styl číslování (čísla, písmena ad.) a také formát číslování. V poli je uvedeno číslo se šedým pozadím. Toto číslo je nutné zachovat, kolem něj však lze znaky libovolně měnit. Pokud se doplní před a za číslo hranaté závorky, vznikne tak nový formát číslování popsaný výše v textu. Dalšími funkcemi v této části pak řízení odsazení odstavce, kdy v případě seznamů je řízena jeho úroveň zanoření. V neposlední řadě zde lze nastavit barvu pozadí odstavce a jeho ohraničení (rámeček). Další sekce, asi největší na této kartě obsahuje nastavení stylů formátování dokumentů. Použitím stylů se bude zabývat zvláštní podkapitola. Poslední funkce na kartě Domů slouží k vyhledávání, příp. k nahrazování textu. 10

11 Obr. 2: MS Word karta Domů Obrázek 3 zobrazuje obsah karty Vložení. Jak již název této karty naznačuje, slouží funkce na ní uvedené ke vkládání různých objektů do dokumentu. První sekce zleva slouží k ovládání vkládání stránkových objektů (nová stránka, konec stránky), následuje funkce pro vložení tabulky. Po klepnutí na tlačítko se otevře dialog, v němž lze zvolit tažením počty řádků a sloupců, přičemž po navolení těchto parametrů se klepnutím vloží tabulka do dokumentu. Po označení tabulky se na liště záložek objeví další kontextová záložka Nástroje tabulky, kde se nacházejí funkce pro úpravu tabulky (styly tabulek, vkládání a slučování buněk, řízení výšky řádků, šířky sloupců, zarovnání ad.). Rozměry buněk tabulky lze rovněž nastavovat tažením myší. Další část karty Vložení obsahuje funkce pro vkládání obrázků a grafiky, kdy opět po označení vloženého obrázku se na konci lišty záložek objeví nová kontextová záložka (záložky) s funkcemi pro úpravu vloženého objektu. Z karty Vložení lze rovněž ovládat vkládání odkazů, ať už hypertextových, nebo také např. křížových, vkládání záhlaví a zápatí dokumentů, čísel stránek, textových polí, objektů, ale také symbolů a v neposlední řadě rovnic. Textová pole představují typ objektu, jehož výplní je formátovaný text, ale lze s ním v rámci dokumentu pracovat jako s objekty typu obrázek (obtékání). Pomocí textových polí lze např. vytvořit sloupcovou sazbu, kterou používá většina odborných časopisů, kdy text je na stránce uspořádán ve dvou sloupcích vedle sebe. Vytvoří-li se dvě textová pole a umístí se vedle sebe, po naplnění textem vytvoří takovéto uspořádání. 11

12 Posledními funkcemi na kartě Vložení je vkládání rovnic a různých symbolů. Tvorbě rovnic se bude věnovat zvláštní podkapitola. Obr. 3: MS Word karta Vložení Karta Rozložení stránky (obr. 4) obsahuje funkce pro řízení okrajů stránky, orientace a velikosti stránky, příp. se zde vyskytuje možnost vytvořit sloupcovou sazbu. Tato funkce je nová ve verzích 2007 a novějších a představuje alternativu k využití textových polí. Textová pole, na druhou stranu, umožňují větší flexibilitu a také větší možnosti nastavení. Dalšími funkcemi na kartě Rozložení je pak vkládání konců, nejen stránek, ale také oddílů. Konce oddílů lze využít např. pro nastavení zobrazení/nezobrazení číslování na některých stránkách, čemuž se bude věnovat jedna z dalších podkapitol. Dále lze na kartě Rozložení nastavovat pozadí stránek, vložení vodoznaku či ohraničení stránky. V další sekci se pak nachází nastavení vlastností odstavců, jejich odsazení, případně velikost mezer před a za odstavcem. V poslední sekci této karty se nachází nastavení pro obtékání objektů, a zarovnání v ose Z. 12

13 Obr. 4: MS Word karta Rozložení stránky Další kartou funkcí je karta Reference (obr. 5). Na této kartě lze nalézt funkce pro generování obsahů, rejstříků a práci s literaturou. Literaturu lze vkládat pomocí speciálních funkcí v příslušné sekci nebo pomocí křížových odkazů. Těmito funkcemi se budou zabývat další podkapitoly. Obr. 5: MS Word karta Reference Karta Korespondence (obr. 6) je do tohoto přehledu zařazena jen pro úplnost, nebude příliš podrobně popisována. Funkce umístěné na této kartě slouží ke generování a potisku obálek, štítků. Dále se zde nacházejí funkce pro korespondenci přes . 13

14 Obr. 6: MS Word karta Korespondence Na kartě Revize (obr. 7) se nachází řada užitečných funkcí, které mohou často ušetřit čas a námahu. V první sekci se nacházejí funkce pro práci s gramatikou dokumentu a také užitečná funkce pro počítání počtu slov a znaků v dokumentu. Po označení odstavce/odstavců tato funkce počítá pouze tyto označené pasáže, v opačném případě pak celý dokument. Další skupinou funkcí jsou jazykové funkce možnost překladu dokumentu a také nastavení jazyka automatické kontroly pravopisu (tento jazyk lze nastavit také ve spodní části okna MS Word dvojitým kliknutím na název aktuálního jazyka). Další sekce je věnována vkládání, procházení a odstraňování komentářů. V další části karty lze zapnout Sledování změn. Tato funkce sleduje veškeré změny v dokumentu a interaktivně je zobrazuje. Sledování změn je velmi výhodné v případě, že na jednom dokumentu pracuje více lidí. Pokud jeden udělá v dokumentu změny, ostatním se tyto změny zobrazí a mohou je buď přijmout, čímž dojde k finálnímu zapsání změny do dokumentu, nebo zamítnout, čímž dojde k odstranění změny a zachování původního stavu. Přijímání/zamítání změn je možné buď po kliknutí na změnu v dokumentu pravým tlačítkem myši nebo označením změny a kliknutím na příslušné tlačítko v kartě Revize. Obr. 7: MS Word karta Revize 14

15 Na kartě Zobrazení (obr. 8) lze nalézt funkce pro nastavení zobrazení dokumentu v okně MS Word. Rovněž se zde nachází funkce pro práci s makry. Obr. 8: MS Word karta Zobrazení Důležitou součástí okna MS Word je pravítko (obr. 9). Zapínat a vypínat ho lze právě na výše zmíněné kartě Zobrazení. Pomocí pravítka lze nastavovat odsazení textu od okraje, odsazení textu od symbolů seznamů (číslování/odrážky), ať už číslovaných nebo nečíslovaných a také je zde možnost nastavení zarážek tabulátoru. Nastavení je možné provádět buď tažením myší nebo ve zvláštním dialogovém okně. Pomocí dvou trojúhelníků proti sobě lze ovládat odsazení prvního řádku (horní trojúhelník) a předsazení prvního řádku (dolní trojúhelník). Zjednodušeně, horním trojúhelníkem se řídí vzdálenost začátku prvního řádku od okraje stránky, dolním trojúhelníkem pak vzdálenost začátků ostatních řádků odstavce od okraje stránky. Pokud je tedy potřeba odsadit celý odstavec, musí být oba trojúhelníky proti sobě. Pro zjednodušení lze celý posuvník uchopit za spodní část (obdélník) a táhnout ho celý najednou. Na pravé straně se pak nachází posuvník ovládající odsazení odstavce zprava. V případě potřeby lze pozici obou částí posuvníku nastavit přesně. Po dvojitém kliknutí na posuvník se otevře dialog Odstavec (obr. 10), kde lze nastavit odsazení odstavce zleva i zprava v centimetrech. Je-li potřeba nastavit předsazení prvního řádku, v části Speciální z rozbalovacího seznamu se vybere předsazení a v poli napravo se nastaví velikost předsazení v centimetrech. 15

16 Obr. 9: MS Word pravítko Obr. 10: Dialog Odstavec Tímto byly vyčerpány informace o základních úpravách textu v MS Word. Následují kapitoly zabývající se pokročilejšími postupy, které často vedou k úspoře času a námahy při případných úpravách textu Využití stylů pro formátování textu Využití stylů při formátování textu dokumentů může značně urychlit práci a také pomůže zachovat jednotné formátování celého dokumentu. Styly lze jednoduše použít tak, že se zatáhne text, který je potřeba formátovat (např. nadpis). Následně lze v kartě Domů (obr. 2), v části Styly, zvolit kliknutím požadovaný styl. V případě nadpisů se při použití nadpisu vyšší úrovně objeví v nabídce nadpis o úroveň níže (např. při prvním použití nadpisu 1 se objeví nadpis 2, při použití nadpisu 2 se objeví nadpis 3 atd.). Může se však stát, že 16

17 tato funkce je vypnutá a nové nadpisy se neobjevují. Tuto funkci lze zapnout po klepnutí levým tlačítkem myši na šipku vpravo dole v části Styly (obr. 11). V otevřeném dialogovém okně lze zvolit Možnosti. V otevřeném okně je potřeba zaškrtnout volbu: Zobrazit další nadpis, pokud je použita předchozí úroveň. Obr. 11: Volby stylů Je-li dokument naformátován pomocí stylů, lze pak jednoduše měnit vzhled jednotlivých částí (nadpisy, normální text). Na upravovaný styl na kartě Domů je potřeba klepnout prvým tlačítkem myši a z kontextové nabídky zvolit Změnit. V nově otevřeném dialogovém okně (obr. 12) lze provést základní úpravy (typ, barva a velikost fontu, řez, zarovnání ad.). V případě potřeby lze provést přesnější nastavení. Ta se skrývají pod tlačítkem Formát vlevo dole. Po provedení úpravy stylu se přeformátují všechny výskyty daného stylu v dokumentu. Tímto způsobem tedy lze udržet jednotnou úpravu v celém dokumentu, kdy např. všechny výskyty nadpisu první úrovně budou vypadat stejně, to samé platí pro nadpisy dalších úrovní a také základní text. 17

18 Obr. 12: Dialogové okno Úpravy stylu Vkládání automatického obsahu Další výhodou využití stylů k formátování dokumentů je možnost využití automaticky generovaných obsahů. Pomocí stylů totiž Word pozná nadpisy a ví tedy, kde začínají jednotlivé části textu. Obsah lze do požadovaného místa v dokumentu jednoduše vložit z karty Reference klepnutím na tlačítko Obsah. Tím se otevře nabídka, ze které se dá zvolit buď předdefinovaný obsah nebo pomocí Vložit obsah lze zvolit vlastní formátování obsahu. Vygenerovaný obsah se pak vloží na aktuálním umístění kurzoru. V případě, že se dokument dále změní, např. jsou přidány další kapitoly, je potřeba obsah klepnutím označit a zvolit funkci Aktualizovat tabulku v kartě Reference v části Obsah. Stejného efektu lze dosáhnout klepnutím na obsah pravým tlačítkem myši a volbou Aktualizovat tabulku v kontextovém menu. 18

19 2.1.4 Použití křížových odkazů Použití křížových odkazů je výhodné především v případě kvalifikačních prací, kdy velmi ulehčuje následné úpravy seznamu literatury. V případě požadavku na použití křížových odkazů je potřeba vytvořit seznam literatury jako číslovaný seznam. Nejčastěji se literatura čísluje v hranatých závorkách. Jak nadefinovat tento styl číslování je uvedeno výše v části Jakmile je vytvořený seznam použité literatury, již nic nebrání v přiřazení odkazů na literaturu v textu. V místě, kde je potřeba vložit odkaz na literaturu se umístí kurzor a následně se zvolí na kartě Reference v části Titulky funkce Křížový odkaz. V otevřeném dialogovém okně (obr. 13) se vybere kliknutím literatura, na níž má být odkaz vytvořen a klepne se na tlačítko Vložit. V případě, že je potřeba vložit za odstavec odkazy na více položek, lze tak učinit postupným výběrem jednotlivých položek a poklepem na tlačítko Vložit. Stejného efektu lze dosáhnout výběrem funkce Křížový odkaz na kartě Vložení. Obr. 13: Dialogové okno Křížový odkaz V případě, že dojde ke změně v číslovaném seznamu literatury (odstranění položek, přidání položky mezi již existující položky), kdy se změní čísla jednotlivých položek, je nutné projít text a Aktualizovat jednotlivé odkazy (klepnutím pravým tlačítkem myši na odkaz v textu a volbou Aktualizovat 19

20 odkaz). Ulehčení práce tkví v tom, že není potřeba si hlídat, která položka se přesunula na kterou pozici. V případě velkého množství článků v Soupisu literatury se správné přiřazení relativně špatně hlídá. Křížové odkazy lze využít i k jiným účelům, vždy je však potřeba vycházet z číslovaného seznamu Práce se záhlavím a zápatím Vkládání záhlaví a zápatí do dokumentů je jednoduchá věc, stačí zvolit na kartě Vložení funkci Záhlaví nebo Zápatí. Případně lze tamtéž zvolit číslo stránky pro vložení číslování stránek dokumentu. V současnosti se často do záhlaví umisťují např. logolinky projektů, ty se poté zobrazují na všech stránkách. Problém nastává, je-li např. potřeba zobrazovat čísla stránek až od určité stránky a na prvních stranách nikoli. Typickým příkladem jsou opět kvalifikační práce (bakalářská, diplomová atd.), kde se čísla stránek většinou zobrazují až od úvodu, i když je práce číslována od první strany (titulní). Postup lze použít také pokud je potřeba mít v různých částech dokumentu různý obsah záhlaví či zápatí. Celý postup je založen na technice konců oddílů. V první řadě se vytvoří (vloží) záhlaví, zápatí nebo jen číslování stránek. Tento text se bude věnovat číslování stránek, s jiným obsahem záhlaví a zápatí bude postup fungovat stejně. Následně je potřeba na poslední stránce, kde ještě nemá být číslování zobrazeno umístit kurzor a vybrat na kartě Rozložení stránky z nabídky Konce funkci Konce oddílů-další stránka. Zdánlivě se nic nestane. Po poklepání na zápatí (tím dojde k aktivaci úpravy zápatí) je v prvé části (na stránkách před vloženým koncem oddílu) zobrazen název oddílu 1 (obr. 14). V druhé části je zobrazen jak název oddílu 2 (vlevo), tak také informace o propojení (nápis Stejné jako minulé vpravo, obr. 15). Po klepnutí na tento nápis je možné v kontextové kartě nahoře (obr. 16) odznačit funkci Propojit s předchozím, čímž dojde k rozpojení oddílů (nápis Stejné jako minulé 20

21 zmizí) a následně lze zápatí obou oddílů editovat zvlášť, je např. možné smazat číslování v prvním oddílu, přičemž ve druhém zůstane zachováno a nebude začínat od jedné. Oddíly se tvoří pro celé stránky. Rozpojování je však nutné provádět zvlášť pro záhlaví a zvlášť pro zápatí. Je tedy možné např. do záhlaví umístit logolink a nechat ho zobrazovat na všech stránkách, ale zároveň číslovat dokument až od stránky za obsahem. V dokumentu lze samozřejmě vytvořit více oddílů a řídit zobrazování a obsah záhlaví a zápatí v každém oddílu zvlášť. Obr. 14: Označení zápatí oddílu 1 Obr. 15: Označení zápatí oddílu 2 Obr. 16: Kontextová karta pro úpravy záhlaví a zápatí s aktivní funkcí Propojit s předchozím 21

22 2.1.6 Tvorba rovnic Často užívanou funkcí, především v přírodních vědách, je tvorba a vkládání rovnic. V MS Word 2010 existují dva přístupy ke vkládání rovnic do dokumentů. Jednak lze postupovat starším postupem přes Vložení-Objekt- Editor rovnic (obr. 17) nebo lze použít vkládání rovnic přímo přes Vložení- Rovnice (obr. 18). Oba přístupy mají své klady i zápory. V případě použití staršího postupu s Editorem rovnic je vkládání mírně složitější, ale v případě uložení dokumentu ve starším formátu *.doc, příp. při otevření pomocí MS Compatibility pack ve starší verzi MS Office, lze takto vytvořený vzorec editovat. V případě druhého postupu je vkládání o něco rychlejší a jednodušší, při otevření ve starší verzi MS Office nebo při uložení do *.doc se z rovnice stává obrázek, bez možnosti dále rovnici editovat, často také při převodu dochází k poškození rovnice. V obou případech se po zvolení funkce vkládání na místě kurzoru v dokumentu objeví rámec, do kterého se rovnice vkládá. Vkládání jednotlivých symbolů je řízeno tlačítky buď v nabídce Editoru rovnic nebo v kartě vkládání rovnic. Např. po vložení symbolu (operátory, zlomky, odmocniny ad.) se v pracovní ploše objeví daný symbol a na adekvátních místech pak oblasti pro vkládání znaků, příp. dalších symbolů. Postupným vkládáním tak lze vytvořit i značně složité rovnice. Obr. 17: Editor rovnic 22

23 Obr. 18: Karta Nástroje rovnice Možnosti tvorby formulářů V MS Word lze vytvářet formuláře a ty následně uzamknout proti úpravě. Lze tedy nastavit formátování celého dokumentu, dokument uzamknout a uživateli povolit pouze vkládání obsahu. Funkce pro tvorbu formulářů jsou obsaženy na kartě Vývojář. Funkce pro uzamčení dokumentu se nachází i na kartě Revize. Bohužel karta Vývojář je v základním nastavení aplikace MS Word vypnutá. Je tedy nejdříve nutné ji aktivovat. Na kartě Soubor je potřeba zvolit Možnosti, čímž se dostaneme do konfigurace prostředí MS Word. Dále je potřeba zvolit možnost Přizpůsobit pás karet (obr. 19). V pravé části dialogového okna je potřeba zapnout (zatrhnout) kartu Vývojář a následně klepnout na tlačítko OK. Tímto způsobem je možné zapínat a vypínat jednotlivé karty podle potřeby (s výjimkou karty Soubor). 23

24 . Obr. 19: Přizpůsobení pásu karet MS Word V předchozí části aktivovaná karta Vývojář je zobrazena na obr. 20. Na této kartě se nacházejí funkce pro práci s makry, doplňky, šablonami a také pro tvorbu formulářů (část Ovládací prvky). Do módu úpravy lze vstoupit klepnutím na funkci Režim návrhu. Pak již lze vkládat jednotlivé formulářové prvky (textová pole, vložení obrázků, rozevírací seznamy, prvek pro volbu data zaškrtávací políčka, případně další funkce skryté pod poslední ikonou vpravo dole, označené jako Nástroje starší verze). Nástroje starší verze lze použít u všech dokumentů (doc i docx), ostatní nástroje jsou aktivní pouze při práci s dokumenty docx. V nabídce jsou dva ovládací prvky pro vkládání textu. První (RTF text) umožňuje i vkládání odřádkování, hodí se tedy pro rozsáhlejší texty. Druhý slouží ke vkládání základního textu a nelze v něm odřádkovat, hodí se tedy hlavně pro vkládání kratších textů (např. jméno, telefon apod.). V případě použití rozevíracího seznamu je tento nejdříve potřeba naplnit položkami. To se děje přes vlastnosti prvku (pravé tlačítko myši - Vlastnosti) v dolní části otevřeného dialogového okna. Ve vlastnostech jednotlivých prvků lze také nastavit jejich formátování pomocí stylů. 24

25 Vkládáním jednotlivých prvků a doplňováním popisků lze vytvořit celý formulář. Pokud se opustí režim úprav je možné do jednotlivých prvků vkládat obsah/volit hodnoty/zaškrtávat políčka. Pokud ovšem nedojde k uzamčení dokumentu, může kdokoliv přejít zpět do režimu návrhu a formulář upravit. Pokud je požadavek na uniformní vzhled formuláře (a proto se často formuláře používají), představuje to problém. Proto je nutné po dokončení dokument s formulářem uzamknout proti úpravám. Tuto funkci lze nalézt buď na kartě Vývojář nebo na kartě Revize, pod položkou Omezit úpravy. Po kliknutí na tuto funkci se v pravé části obrazovky otevře panel s nastavením omezení. Lze zde buď omezit formátování dokumentu pouze na výběr stylů (část 1), nebo je možné v části 2 povolit jen určité druhy úprav, např. lze zakázat všechny změny, lze povolit vyplňování formulářů nebo vkládání komentářů, případně je možné zvolit výjimky (uživatele, kteří budou nadále moci dokument upravovat). Nastavení se potvrdí klepnutím na tlačítko Použít zámek. Autor bude vyzván k zadání hesla pro opětovné odemčení dokumentu pro úpravy. Po zadání hesla je dokument uzamčen a lze v něm dělat jen povolené úpravy. Obr. 20: Karta Vývojář 25

26 2.2 MS Excel MS Excel představuje tabulkový kalkulátor a v rámci chemie nachází značné využití při zpracování experimentálních dat. Program má integrovanou celou řadu statistických funkcí, ale značného využití nachází také při vykreslování grafů, nejen jako formy prezentace výsledků vědecké práce, dá se použít také pro zpracování kalibračních závislostí (kalibračních přímek a křivek) při použití instrumentálních analytických metod Základní funkce Ovládání programu je, stejně jako u ostatních programů balíku MS Office, založeno na kartách funkcí. Některé karty poskytují podobné funkce jako v MS Word (karty Soubor, Rozložení stránky, Revize, Zobrazení) obsah ostatních karet se více či méně odlišuje, tyto odlišnosti a funkce budou probrány dále v textu. Tato část opory se bude věnovat primárně použití funkcí a přípravě grafů. Na obr. 21 je zobrazena základní plocha aplikace. Pracovní plochu tvoří velká tabulka, na rozdíl od starších verzí však jsou špatně většinou vidět okraje buněk. Jednotlivé buňky jsou pojmenované svými souřadnicemi (písmeno sloupce a číslo řádku). Takto se na ně lze odkazovat i při použití ve funkcích a vzorcích. Těsně nad tabulkou je Řádek vzorců. V něm lze editovat obsah buněk. Soubor XLS (XLSX) často obsahuje více listů (karty ve spodní části obrazovky). Mezi těmito listy se dá přepínat, listy se dají přidávat, odstraňovat i kopírovat (po kliknutí pravým tlačítkem myši se z kontextové nabídky zvolí patřičná funkce. 26

27 Obr. 21: Okno aplikace MS Excel Karta Domů obsahuje i v Excelu základní formátování textů v označených buňkách. Nachází se zde funkce pro nastavení písma a jeho vlastností, dále pak nastavení zarovnání textu v buňkách (v Excelu nejen horizontální, ale také vertikální). Bohužel je v MS Excel složitější použití indexů. Je potřeba nejdříve označit v Řádku vzorců část textu, který má být indexem a následně klepnutím pravým tlačítkem myši a výběrem možnosti Formát buněk vyvolat dialogové okno. V otevřeném dialogovém okně lze ve spodní části vybrat indexy. Často používanou funkcí je Sloučit buňky a zarovnat na střed. Její podstatu lze vyvodit už z názvu funkce, před jejím použitím je potřeba zatáhnout (označit) patřičné buňky tabulky. V další části karty Domů se nachází funkce pro formátování pomocí stylů a podmíněné formátování (takto naformátované buňky mění formátování v závislosti na svém obsahu a podmínce formátování. Následují pak vkládání, odstraňování a formátování buněk a další úpravy. Vkládat a mazat buňky lze dvěma způsoby. Buď přes kartu domů nebo přes kontextové nabídky. Po klepnutí na buňku v místě, kde je potřeba vložit novou buňku, pravým tlačítkem myši lze vybrat možnosti Vložit buňky nebo Odstranit, kdy se otevře dialogové okno, v němž lze zvolit, co se má stát s okolními buňkami. Je-li potřeba přidat celý řádek nebo sloupec, je možné klepnout pravým tlačítkem na název sloupce/řádku před který se má sloupec/řádek přidat a opět zvolit Vložit buňky. Zde se již žádné dialogové okno neotevře. Stejně pak funguje odstraňování celých řádků a sloupců. 27

28 Další kartou je Vložení. Některé funkce jsou stejné jako v MS Word, je zde však jedna část navíc, a to jsou grafy. Práci s grafy se bude věnovat zvláštní kapitola. Následuje karta Vzorce, která, jak už její název napovídá, slouží k práci se vzorci. Vzorce a práce s nimi bude opět popsána ve zvláštní kapitole. Poslední zde zmíněnou kartou je karta Data. Funkce na této kartě slouží k propojení s různými zdroji dat, např. s databázemi, a k základní práci s těmito získanými daty Práce s grafy Graf lze vložit do dokumentu z karty Vložení. V první fázi je potřeba rozhodnout jaký typ grafu bude použit. V nabídce jsou grafy sloupcové, spojnicové, výsečové, pruhové, plošné, bodové, případně další typy. V rámci chemie se nejčastěji používá graf bodový (kalibrační závislosti, adsorpční izotermy ad.). Po výběru typu grafu klepnutím na příslušnou ikonu je do aktivního listu vložena prázdná oblast grafu. Nejdříve je potřeba do grafu vložit data. Po klepnutí pravým tlačítkem myši na oblast grafu je potřeba vybrat možnost Vybrat data. Otevře se dialogové okno (obr. 22), v němž lze po klepnutí na Přidat vložit popis řady, hodnoty x a hodnoty y. Graf může obsahovat více řad zároveň. Toho lze využít při porovnávání experimentálních dat. V případě sloupcového grafu lze navíc ovládat popisky vodorovné osy. 28

29 Obr. 22: Přidání dat do grafu Ve vytvořeném grafu jsou tedy vložena data. Vzhled grafu a další vlastnosti lze ovládat z karet v hlavní liště, které nesou souhrnný název Nástroje grafu a jednotlivé karty pak Návrh, Rozložení a Formát. Tyto karty jsou dostupné jen v případě, že je v pracovní ploše označen nějaký graf. Na kartě Návrh lze volit dodatečně ještě typ grafu, rozložení jednotlivých částí grafu a styly grafu. Rovněž se zde nachází ikona pro přidání dat do grafu. Užitečná je rovněž funkce Přesunout graf, pomocí níž se dá graf přesunout na jiný list nebo je možné graf umístit na samostatný list. Umístění grafu na samostatný list je výhodné především v případě, že je graf potřeba dále umístit do nějakého dokumentu. Graf na zvláštním listu se totiž vkládá s vyšším rozlišením. Na kartě Rozložení lze řídit rozložení/zobrazení jednotlivých částí grafu, jako jsou popisky os, název grafu nebo zobrazení legendy. Na této kartě lze nastavit pouze zobrazení/nezobrazení, případně umístění. Další vlastnosti, jako je obsah, písmo apod. je nejlepší řídit přímo v grafu. Např. klepnutím na vložený popis osy se tento otevře pro editaci a lze změnit text. Po označení klepnutím lze rovněž nastavit velikost písma, styl písma a další vlastnosti pomocí karty Domů. 29

30 Je-li potřeba upravit samotnou osu (např. počet desetinných míst u jednotek osy, maximum a minimum osy, to, kterým bodem bude jedna osa druhou protínat, je potřeba na zvolenou osu klepnout pravým tlačítkem a vybrat Formát osy. Otevře se dialogové okno z obr. 23. Na první záložce (Možnosti osy) lze nastavit maximum a minimum osy, hlavní a vedlejší jednotku, které se budou na ose zobrazovat dělení osy. Rovněž zde lze ve spodní části okna nastavit hodnotu, v níž bude druhá osa nastavovanou osu protínat (nastavení Hodnota na ose). Obr.23: Dialogové okno Formát osy Nejčastěji se v chemii používají grafy bodové, u nichž se prokládá vhodná spojnice trendu (nejčastěji lineární). Pro vložení spojnice trendu je potřeba nejdříve označit požadovanou řadu (sadu dat bodů) v grafu a následně vyvolat kontextovou nabídku (pravé tlačítko myši) a z ní vybrat Přidat spojnici trendu. Otevře se dialogové okno Formát spojnice trendu (obr. 24). V části Možnosti spojnice trendu lze navolit požadovaný průběh regrese (exponenciální, lineální, logaritmický, polynomický včetně stupně ad.). Rovněž zde lze zvolit název spojnice, který se zobrazí v legendě grafu, lze navolit 30

31 odhad průběhu na oba směry od experimentálních dat (extrapolace). Důležitá je poslední část okna, kde lze zvolit, zda má graf procházet nějakou hodnotou na ose Y (nejčastěji nulou) a dá se zapnout zobrazení rovnice regrese a hodnoty spolehlivosti (korelačního koeficientu). Tato data lze následně použít pro další výpočty, kdy z rovnice regrese se vyjádřením jedné proměnné dá vypočítat druhá, i když leží mezi experimentálními daty. Hodnota spolehlivosti je pak indikací těsnosti proložení experimentálních dat zvolenou křivkou (čím blíže 1, tím lépe). Na dalších záložkách dialogového okna Formát spojnice trendu lze nastavit parametry čáry zobrazené v grafu. Obr. 24: Dialogové okno Formát spojnice trendu 31

32 2.2.3 Funkce a vzorce Možnosti funkcí a vzorců jsou v MS Excelu velmi rozsáhlé. V rámci této opory bude uveden jen přehled toho nejdůležitějšího. Vkládat vestavěné funkce lze dvěma způsoby. V obou případech je však nutné vybrat klepnutím nejdříve buňku, do níž má být funkce vložena. Následně lze použít pro vložení funkce kartu Vzorce (obr. 25), část Knihovna funkcí, kde jsou seřazené jednotlivé typy funkcí. Výběrem funkce z nabídky se tato vloží do dané buňky a otevře se dialogové okno, v němž je možné vybrat data (buňky), se kterými bude daná funkce pracovat. Lze rovněž zvolit možnost Vložit funkci, která otevře dialogové okno Vložit funkci, která je známá i ze starších verzí programu Excel (obr. 26). Zde je možné vybrat kategorii funkcí a následně z dané kategorie požadovanou funkci. Po jejím výběru se otevře dialog pro specifikaci používaných dat. Okno Vložit funkci lze otevřít také klepnutím na symbol f x vlevo vedle řádku vzorců (viz obr. 27). Knihovna funkcí v kartě Vzorce obsahuje pouze nejpoužívanější funkce, v rámci dialogového okna Vložit funkci je pak možné pracovat se všemi funkcemi, které jsou v balíku MS Excel integrovány. Obr. 25: Karta Vzorce knihovna funkcí 32

33 Obr. 25: Dialogové okno Vložit funkci Obr. 26: Symbol f x vedle řádku vzorců Pomocí nabídek je možné vkládat jednotlivé funkce, někdy je však potřeba vytvořit složitější konstrukci vzorec. Neexistuje jednoduchý klikací postup pro použití např. více funkcí v jednom výpočtu (např. součtu výstupů dvou různých funkcí). K tomuto problému existují dva přístupy. Lze si do jednotlivých buněk nechat vypočítat každou funkci a následně pak v další buňce provést jejich sečtení. Nebo je možné (v případě, že jsou známy zápisy jednotlivých funkcí) vypsat požadované funkce do vzorce manuálně. V případě, že je potřeba používat při zadávání výpočtu jen základní operátory (sčítání, odčítání, násobení, dělení a umocňování) lze vzorec zadávat přímo do 33

34 buňky nebo řádku vzorců. Aby Excel věděl, že se jedná o vzorec, je potřeba na úplném začátku zadat symbol = (rovnítko). V případě zadávání složitějšího výpočtu je nanejvýše užitečné používat při zadávání závorky, aby bylo jasné, která část výpočtu má jakou prioritu, tedy v jakém pořadí bude docházet k výpočtům. V některých případech vzniká potřeba vytvořit výpočet a ten následně aplikovat na více řádků nebo sloupců. V tomto případě je nejvýhodnější začít vytvořením výpočtu pro jeden řádek. Poté je možné uchopit buňku s výpočtem v pravém dolním rohu pomocí pomůcky pro kopírování (černý křížek) a tažením buňku rozkopírovat do buněk vedlejších (buď ve sloupci, nebo v řádku). Celou situaci zobrazuje obr. 27. Při tomto kopírování ve sloupci je automaticky zvyšováno číslo řádku v adresách buněk ve výpočtu, výpočet se tedy provádí vždy s daty daného řádku. Do výpočtu je však možné vložit také konstantu (na obr. 27 je to číslo 5 v buňce G6). Při kopírování výše uvedeným postupem se však bude měnit adresa této buňky (číslo řádku bude narůstat). Aby se dala buňka použít ve výpočtu jako konstanta, je potřeba před písmeno sloupce a číslo řádku této buňky vložit znaky $ (obr. 27, řádek vzorců). Pak se již při kopírování nebude adresa buňky měnit, zůstane konstantní. Obr. 27: Možnost kopírovaní obsahu buněk 34

35 2.3 MS Powerpoint MS Powerpoint představuje program pro tvorbu prezentací. Prezentace lze použít jako podklad pro přednášky, ať už na konferencích nebo ve výuce. Rovněž lze v Powerpointu vytvářet různé didaktické hry. Někteří lidé používají Powerpoint i k tvorbě jednoduché grafiky a v neposlední řadě také posterů. Velkou nevýhodou takového použití Powerpointu je rozlišení výstupu. O rozlišení bude obsáhleji pojednáno v kapitole věnované programu Scribus, který je určen přímo pro účely tvorby grafiky. Zde stačí poznámka, že tisková studia požadují rozlišení předlohy 300 dpi, výstup z Powerpointu má však maximální rozlišení jen 96 dpi (což představuje rozlišení normální obrazovky/projektoru a splňuje tak požadavky na použití k prezentování, nikoli však už k přípravě tiskových materiálů (např. posterů) Základní funkce Ovládání MS Powerpoint (obr. 28) je opět velmi podobné ostatním programům balíku Office. Veškeré používané funkce jsou dostupné skrze lištu karet v horní části okna programu. Karty Soubor, Domů, Zobrazení a Revize obsahují funkce stejné nebo přinejmenším velmi podobné jako ostatní programy balíku. Např. na kartě Domů lze nalézt funkce pro úpravu vzhledu textu, či nastavení odstavců. Navíc jsou zde také funkce pro kreslení vektorových obrazců a také funkce pro vložení nového snímku. 35

36 Obr. 28: Okno MS Powerpoint Z části podobná ostatním programům balíků Office je karta Vložení. Stejně, jako byl její obsah přizpůsoben možnostem a použití MS Excel, i v MS Powerpoint lze nalézt odlišnosti v podobě objektů specifických pro tento program (jako např. mediální soubory atd.). Do snímků jsou nejčastěji vkládána textová pole, veškerý text umístěný ve snímku je ve formě textových polí, text tedy nelze vkládat přímo do snímku. Dále se pak často vkládají obrázky, příp. grafy nebo tabulky. Na kartě Návrh je možné zvolit šablonu vzhledu prezentace. Po zvolení základního motivu v hlavní části karty je možné motiv dodatečně upravit, nastavit barevné schéma, písma, příp. zvolit další efekty motivu. Pro tato nastavení jsou opět připraveny předvolby a dále je možné si vytvořit předvolbu vlastní (pomocí Vytvořit nové barvy motivu/vytvořit nová písma motivu). Dále se zde vyskytuje možnost nastavit styly pozadí, příp. pozadí při práci úplně vypnout, což může být užitečné na pomalejších počítačích, kde by vykreslování složitějších pozadí mohlo činit problémy. Karta Přechody, jak již její název napovídá, slouží k nastavení přechodů mezi snímky. Vždy je potřeba vybrat snímek a následně z této karty vybrat typ 36

37 přechodu. Přechodová animace bude aplikována při přechodu na tento vybraný snímek. Rovněž lze na této kartě nastavit trvání efektu, zvuk atd. Podobné problematice je věnována karta Animace. Zatímco efekty z karty Přechody jsou aplikované na celý snímek, efekty z karty Animace lze přiřadit jakémukoli objektu na snímku. Po označení daného objektu se vybere příslušný efekt z nabídky a ten se případně ještě upraví pomocí nastavení umístěných na kartě Animace. Jako objekt lze zvolit textová pole, ale i jejich části (např. řádek), obrázky, grafy ad. Animované efekty jsou zajímavé, ale je potřeba podotknout, že ve větší míře také značně rušivé nebo zdlouhavé. Je tedy velmi vhodné rozmyslet si, zda je potřebné/účelné animované efekty použít. Poslední probíranou kartou je Prezentace. Na této kartě se řídí spuštění prezentace na celou obrazovku, lze zde nastavit časování pro automatické přechody snímků či nastavení rozlišení prezentace pro předvádění. V základním nastavení se používá k přechodu k dalšímu snímku kliknutí myší, Page down klávesa nebo mezerník. Pokud je potřeba vrátit se v prezentaci zpět, lze tak učinit klávesou Page up. Někdy je potřeba změnit pozadí všech snímků (při úpravách motivů) nebo jen jednoho snímku (často se používá pro poslední snímek prezentace obsahující poděkování za pozornost). Úpravy pozadí se provádějí v okně Formát pozadí (obr. 29), které lze vyvolat klepnutím na pozadí pravým tlačítkem myši a výběrem této možnosti. V okně je možné nastavit souvislé nebo přechodové výplně pozadí, vzorkové výplně nebo také obrázková pozadí. Při provádění jednotlivých nastavení se automaticky mění vzhled pozadí aktuálního snímku. Stiskem tlačítka Použít u všech se změny aplikují na všechny snímky, jinak zůstanou aplikované jen na ten aktuální. Vkládání jednotlivých snímků je možné realizovat z karty Domů možností Vložit snímek, kdy nový snímek se vloží za aktuálně označený. Druhou možností je pak klepnout na snímek, za který je potřeba vložit další snímek, v levé části obrazovky pravým tlačítkem myši a vybrat Nový snímek. Tímto způsobem lze aktuálně označený snímek také zkopírovat (duplikovat), příp. 37

38 smazat. Mazání snímků je rovněž možné klávesou Delete s označením daného snímku (vše v levé části okna). Snímky v levé části obrazovky je možné samozřejmě, standardně tažením myší, přesouvat. Obr. 29: Okno Formát pozadí 38

39 Literatura a odkazy: [1] Microsoft česká republika [online] [cit ]. Dostupné z: [2] MS Compatibility pack. Microsoft [online] [cit ]. Dostupné z: [3] Apache OpenOffice [online] [cit ]. Dostupné z: [4] LibreOffice [online] [cit ]. Dostupné z: Kontrolní otázky: 1. Použití které funkce je podmínkou při využití generovaných obsahů? 2. Jak lze získat rovnici přímky proložené experimentálními body? Korespondenční úkol: 1. Vytvořte text na téma libovolného prvku periodické soustavy, včetně obrázků, základní data shrňte do tabulky. Tento text naformátujte pomocí stylů, vytvořte číslování stránek a obsah. Veškeré zdroje řádně ocitujte a uveďte v seznamu literatury. Shrnutí obsahu kapitoly V této kapitole jste se seznámili se základy využití ICT v chemii. Byly probrány pracovní postupy pro textový editor MS Word, tabulkový kalkulátor MS Excel a prezentační software MS PowerPoint. Ovládání programů z jiných kancelářských balíků je obdobné. Tyto dovednosti by měly patřit k základům počítačové gramotnosti. 39

40 3 Tvorba vzorců a nákresů aparatur, molekulární modelování V této kapitole se dozvíte: Jak lze jednoduše vytvářet chemické vzorce a rovnice. Jak lze vytvářet nákresy různých chemických aparatur. Základní informace o softwaru pro molekulární modelování. Po jejím prostudování byste měli být schopni: Vytvořit vzorec jakékoli látky. Vytvořit rovnici jakékoli reakce. Vytvořit nákres libovolné aparatury používané v chemii. Klíčová slova této kapitoly: Vzorec, rovnice, aparatura, ChemSketch. Doba potřebná ke studiu: 9 hodin Průvodce studiem Kapitola se věnuje možnostem vytváření vzorců, rovnic a nákresů apratur v programu ACD/ChemSketch, který je k dispozici zdarma ke stažení na Internetu. Využití programu je relativně jednoduché, pro rutinní použití je však potřeba získat cvik. Vytvořené objekty lze dále používat v různých dokumentech, v protokolech z laboratorních cvičení nebo do prezentací. Na studium této části si vyhraďte 9 hodin. Postupujte po jednotlivých krocích a všechny postupy si pořádně vyzkoušejte v praxi s programem. Pro tvorbu chemických vzorců (hlavně organických struktur), zápisů chemických rovnic a tvorbu nákresů chemických aparatur existuje řada různých programů, které se liší nabídkou integrovaných funkcí. Příkladem může být např. Chem4word (GNU GPL) [1], který lze integrovat přímo do programu MS Word nebo program Model ChemLab (Shareware) [2]. V rámci této opory bude probrán výborně vybavený software od společnosti ACD Labs, 40

41 konkrétně freewarový ChemSketch [3], v němž lze vytvářet vzorce, rovnice i nákresy aparatur. ChemSketch rovněž disponuje základními nástroji pro modelování 3D chemických struktur, což je výhodné pro názornou vizualizaci. Pokud je však potřeba provádět modelování na vyšší úrovni (např. včetně výpočtu energií, elektrostatických potenciálů, NMR, IR spekter ad.), je lepší využít specializovaný software. I v tomto segmentu existují programy šířené zdarma (Ghemical [4], který je vyvíjen primárně pro OS UNIX/LINUX, nebo Avogadro [5], u kterého existuje i stabilní verze pro MS Windows). Rovněž lze zakoupit komerční software, který je nabitý funkcemi, např. HyperChem [6]. Existuje další nepřeberné množství programů pro molekulární modelování, stručný přehled bude uveden v příslušné podkapitole. 3.1 ACD ChemSketch ACD/ChemSketch [3] představuje program pro tvorbu vzorců, rovnic, reakčních schémat a nákresů aparatur. Jeho užívání je intuitivní, výstup lze kopírovat prostřednictvím schránky do různých textových editorů nebo programů pro tvorbu prezentací. Objekty se ve většině případů vkládají do dokumentů ve formě obrázků. Je možné vytvářet nejen jednoduché rovnice typu látka A reaguje s látkou B za vzniku látky C. Při tvorbě vzorců, rovnic a reakčních schémat lze využívat ionty, radikály, delokalizované systémy elektronů, rovněž je možné vytvářet pseudo3d struktury s využitím schematického znázornění směřování vazby před či za rovinu obrazu. Při tvorbě lze rovněž využívat knihovnu templatů obsahující řadu předpřipravených struktur Získání a instalace programu Program lze získat z veřejných internetových zdrojů, buď přímo ze stránek výrobce (ACD Labs [3]) nebo také z různých databází volně stažitelných programů, např. Slunečnice.cz [7]. Po stažení instalačního souboru je potřeba 41

42 tento spustit a následně se řídit pokyny na obrazovce. Instalace je na většině počítačů bezproblémová a nijak nevybočuje ze standardu. Na počítačích s MS Windows Vista a vyšším (7, 8) je potřeba instalaci povolit v dialogovém okně Řízení uživatelských účtů, které se otevře po spuštění instalačního souboru. Drobné problémy mohou způsobovat také některé firewally, které hlídají i instalace souborů stažených z internetu. V případě blokace instalace ze strany firewallu je potřeba instalaci povolit Rozhraní programu Rozhraní programu se nijak neodlišuje od jiných programů pro MS Windows a je zobrazeno na obr. 30. Úplně nahoře je lišta nabídek menu, pod ní se nacházejí tlačítka/ikony jednotlivých funkcí programu, které jsou k dispozici. V levé části obrazovky se nachází nabídka nejpoužívanějších prvků pro tvorbu vzorců, příp. lze vybrat jakýkoli prvek periodické soustavy prvků (po výběru příslušné ikony). Rovněž je možné v levé části obrazovky najít funkce pro přidání popisků, tvorbu radikálů, iontů, nastavení vlastností jednotlivých atomů. Tyto další funkce jsou ve většině případů dostupné až po výběru konkrétního atomu. V pravé části obrazovky se pak nacházejí funkce pro přidávání celých organických skupin nebo zbytků různých uhlovodíkových řetězců a uhlovodíkových kruhů. Nejčastěji používané struktury se nacházejí přímo v základním okně programu. Pro zobrazení kompletního výběru je potřeba zvolit příslušnou ikonu, která otevře dialogové okno pro výběr požadované struktury. Hlavní částí okna programu je pracovní plocha, do níž se klikáním vytváří požadovaná struktura (vzorec), rovnice nebo aparatura. Vytvořené struktury lze ukládat jak do firemního formátu, tak také do různých formátů pro ukládání molekul (jen vzorce/molekuly) nebo do formátů obrázkových. Je také možný export do PDF. Rovněž lze strukturu označit a 42

43 klasickou technikou prostřednictvím schránky ji zkopírovat do textového editoru nebo do prezentačního softwaru. Při najetí myší nad kteroukoli ikonu v okně programu ChemSketch a chvíli čekání lze zobrazit název funkce, která se pod danou ikonou skrývá. Obr. 30: Rozhraní programu ChemSketch Tvorba vzorců Základní vzorce, např. kyselinu sírovou, chlorid sodný, síranový anion a podobné, je možné tvořit přímo v textovém editoru s použitím horních a dolních indexů. Pokud je však potřeba vytvořit vzorce obsahující např. radikály, vzorce organických látek (především strukturní) nebo celé rovnice a reakční schémata, je potřeba použít specializovaný software, např. ChemSketch. Po spuštění programu je aktivní tvorba chemických struktur (vzorců a rovnic). Přepínání mezi funkcemi pro tvorbu vzorců a nákresů (viz dále v textu) je možné klepnutím na tlačítka Structure/Draw vlevo nahoře v okně programu (obr. 31). Vedle těchto tlačítek se nacházejí funkce pro vložení nového dokumentu nebo stránky, dále možnost pro otevření uloženého souboru, ukládání dat, funkce pro tisk a export do formátu PDF, tlačítka zpět a 43

44 vpřed, možnosti vyjmutí, kopírování a vložení dat, řízení velikosti zobrazení a otevírání okna templatů (viz kapitola 3.1.5). Ve spodní řadě tlačítek se pak nacházejí funkce pro výběr a posun, výběr a rotaci či změnu velikosti a výběr a 3D rotaci. Dále je zde funkce laso (viz kapitola 3.1.4). V další části se nacházejí možnosti pro zadávání struktur: normální zadávání (Draw normal) klepnutím se vloží základní část a pak se klepáním a tažením vytváří celý vzorec. Pomocí Draw continuous lze vkládat řetězce pouhým klikáním a pomocí Draw chains lze stiskem levého tlačítka myší a tažením vkládat jednoduše dlouhé řetězce. Další funkce umístěné v této části hlavního menu jsou určené pro tvorbu pseudo 3D struktur (zobrazení vazeb jako plných nebo čárkovaných trojúhelníků, jsou zde umístěny možnosti tvorby delokalizovaných vazebných systému u označených molekul a další funkce). Obr. 31: Přepínání mezi tvorbou vzorců a kreslením tvarů Postup při tvorbě vzorce organické molekuly bude demonstrován na příkladu butan-1-olu. Nejdříve je potřeba v módu Draw normal vybrat v levé části uhlík (C). Klepnutím kamkoli do plochy se vloží CH 4. Následně se klepnutím na atom uhlíku v CH 4 a tažením myší vytáhne vazba a po uvolnění tlačítka myši se CH 4 změní na CH 3 CH 3. Tímto způsobem lze vytvořit základ pro molekulu butan-1-olu, řetězec butanu. Následně je potřeba v levé nabídce vybrat kyslík a stejným způsobem jako při tvorbě řetězce butanu vložit na některý z koncových uhlíků skupinu OH. S vazebnými úhly není v této chvíli potřeba nijak počítat, lze vložit strukturu a tu následně optimalizovat. Pokud je tedy vytvořená struktura, je nutné ji nejprve vybrat (některý z nástrojů pro výběr s transformací) klasicky zatažením všech požadovaných atomů se současně stisknutým levým tlačítkem myši. Klepnutím na tlačítko Clean structure (obr. 32) dojde k optimalizaci struktury včetně vazebných úhlů a 44

45 délek vazeb. Vytvořenou strukturu je možné pootočit do požadované pozice, příp. ji posunout, zmenšit nebo zvětšit. Pro otočení je potřeba u označené struktury najetím na některou z krajních skupin dosáhnout změny kurzoru na kurzor pro otočení (obr. 33) a poté klepnutím a tahem strukturu otočit. Obr. 32: Funkce Clean structure Obr. 33: Kurzor pro otáčení strukturou Ze struktur lze samozřejmě jednotlivé skupiny či atomy odmazávat. Lze tak učinit dvěma způsoby. Buď se atom nebo skupina označí a následně smaže stisknutím klávesy Delete, nebo lze zvolit nástroj Delete z hlavní nabídky (ikona gumy na tužce) a následně klikáním na patřičné atomy je odstranit. V levé nabídce atomů se nacházejí jen nejpoužívanější z nich. Pokud je potřeba vložit atom, který není v levé nabídce zobrazen, lze zobrazit periodickou tabulku prvků a z ní vybrat požadovaný atom. Tabulku lze vyvolat tlačítkem umístěným nahoře v levém menu (obr. 34). 45

46 Obr. 34: Ikona pro otevření periodické tabulky prvků Pokud je potřeba do struktury přidat násobnou vazbu, lze tak učinit jednoduše klepnutím na požadovanou vazbu v režimu Draw normal. V základním nastavení vytváří program ChemSketch zjednodušené racionální vzorce, kdy jsou vynechány všechny uhlíky až na koncové. Pokud vznikne požadavek na zobrazení všech atomů uhlíku v řetězcích, je možné toto zobrazení nastavit v nabídce Tools Structure properties. Po výběru této možnosti se otevře dialogové okno s nastaveními pro danou strukturu (obr. 35). Zaškrtnutím položky All na kartě Common v části Show Carbon lze nastavit zobrazení všech uhlíků ve struktuře. Strukturu, u které se nastavení upravuje, je samozřejmě nutné mít označenou. Obr. 35: Dialogové okno Structure properties Někdy je potřeba (zvláště u rovnic) vložit ion nebo radikál. Jako jednoduchý příklad bude použit ion Cl - a radikál chloru. V první řadě je potřeba do pracovní plochy vložit atom Cl. Kliknutím na Cl v levé části obrazovky a 46

47 kliknutím kdekoli v pracovní ploše se vytvoří HCl. Se shodným chováním jste se mohli setkat při tvorbě uhlovodíku výše, kdy při výběru uhlíku a klepnutím do pracovní plochy nebyl vložen pouze atom C, ale rovnou celá molekula CH 4. ChemSketch při přidávání atomů postupuje tak, aby byla vložena molekula se správným počtem valencí vůči oxidačnímu číslu. Nejčastěji se tak děje doplněním vodíků (nekovy, polokovy) nebo vložením iontu (kovy). Nyní je potřeba vybrat v levé části funkci pro změny náboje atomů (obr. 36). Po rozkliknutí je možné vybrat si, zda se má aplikovat zvýšení náboje (+) snížení náboje (-) nebo zda se má přidat znak pro radikál (tečka). Po výběru požadovaného symbolu se následně kliknutím na zvolený atom ve struktuře/vzorci tento převede na anion, kation nebo radikál. V našem příkladu, jsme vkládali atom Cl. I když se při vložení doplnil vodík, po klepnutí kamkoli na strukturu bude upraven atom chlóru. Pokud by bylo potřeba vytvořit radikál vodíku (nebo kation/anion) je nutné na začátku vložit atom H. Funkce ovlivňuje tu část struktury, která byla vložena. Pokud by se tvořil radikál u uhlovodíkového řetězce (ten se zadává jako atomy C), stačí kliknout kdekoli v blízkém okolí atomu uhlíku, ze kterého má být vytvořen radikál. ChemSketch se při změnách náboje snaží vždy dopočítat strukturu, aby zůstaly v platnosti obecné zákonitosti (např. čtyřvazný uhlík). Příklad tohoto chování je zobrazen na obr. 37. Jako příklad je zde opět použit atom Cl, který je upravován na kation, anion nebo radikál. V každém případě ChemSketch doplní potřebné atomy H (H 2 Cl + ), aby struktura byla z formálního hlediska v pořádku. Pro vkládání základních organických struktur, jako jsou např. benzenový kruh, cyklohexan, cyklopentan, sulfoskupiny, karboxy skupiny a další lze využít ikon v pravé části obrazovky (obr. 38). Po výběru požadované struktury lze tuto klepnutím přidat do modelované struktury nebo jen tak do pracovní plochy a poté začít přidávat další atomy. Další dostupné struktury (uhlovodíkové zbytky) pro vkládání lze získat po klepnutí na tlačítko Table of radicals, které je na obr. 38 označeno elipsou. Po klepnutí se zobrazí dialogové okno s kompletní nabídkou nainstalovaných struktur (obr. 39). 47

48 Obr. 36: Funkce pro změnu náboje na atomu + H 2 Cl HCl Cl - Cl Obr. 37: Automatické úpravy struktury Obr. 38: Uhlovodíkové a další předpřipravené struktury 48

49 Obr. 39: Dialogové okno pro vkládání uhlovodíkových zbytků Další možnosti tvorby vzorců se nacházejí ve druhém řádku ikon hlavního menu. Zleva doprava se jedná v první řadě o tvorbu pseudo 3D struktur (obr. 40), tedy imitace prostorového uspořádání v rovině. Jednotlivé vazby lze znázornit jedním ze tří způsobů. Zaprvé klasicky čárou. Vazby znázorněné tímto způsobem leží v rovině obrazu. Dále je možné použít plný trojúhelník (vazba směřuje před rovinu nákresu) nebo přerušovaný/čárkovaný trojúhelník (vazba směřuje za rovinu nákresu). Příklad takového vzorce se nachází na obr. 41. Rovněž lze v nabídce najít šipky pro znázornění koordinačních vazeb pomocí čárkovaných šipek. Obr. 40: Další možnosti úpravy a tvorby vzorců 49

50 H 3 C C H 3 CH 3 N + CH3 Obr. 41: Pseudo 3D struktura Dalšími funkcemi je znázorňování křivek u delokalizovaných elektronových systémů a Markushových vazeb (obr. 42). Tyto funkce nacházejí značné využití zvláště v organické chemii při tvorbě reakčních schémat, v nichž dochází k adici na aromatické kruhy. Funkce se aplikují na již předem vytvořené a označené struktury. Např. pro znázornění narušení delokalizace elektronů u benzenového jádra při adici lze označit pouze vazby mezi pěti uhlíky a na šestém nechat narušení delokalizace. Označení jednotlivých vazeb lze provést postupným označováním např. nástrojem Select/Move se současně stisknutou klávesou Shift. Příklady vzorců s narušenou delokalizací a s Markushovou vazbou jsou zobrazeny na obr. 43. Obecně při tvorbě struktur s křivkami delokalizace (obr. 43 vlevo) je nutné vycházet z nasyceného uhlovodíku (na obr. 43 vlevo byl výchozí strukturou cyklohexan, u něhož byla vložena křivka delokalizace a následně byly ještě přidány substituenty). Obr. 42: Křivky delokalizace a Markushovy vazby 50

51 Cl H + Cl Obr. 43: Ukázky křivky delokalizace elektronů (vlevo) a Markushovy vazby (vpravo) Dále je v nabídce možnost tvorby vzorců polymerů (ikona s hranatými závorkami). Pomocí tohoto nástroje lze vytvářet vzorce polymerů nebo také zjednodušené vzorce, které obsahují velké množství CH 2 skupin (např. vyšší mastné kyseliny). Vždy je potřeba nejdříve vytvořit základní strukturu, kde se bude vyskytovat opakovaný motiv. Následně zvolit funkci Polymers, v otevřeném dialogovém okně lze zvolit především index, což představuje počet opakování. Následně se tažením se stisknutým levým tlačítkem myši označí část struktury, která se má opakovat. Po uvolnění tlačítka myší se vloží závorky s indexem (počet opakování). Příklad struktur lze nalézt na obr. 44. U vzorce kyseliny stearové (obr. 44 vlevo) byly navíc zobrazeny všechny uhlíky (viz výše) a struktura pak byla manuálně pomocí přesunů jednotlivých atomů uspořádána, aby byla dobře čitelná. H 3 C CH 3 n H 3 C CH 2 C 16 O OH Obr. 44: Ukázky struktur se symbolikou polymerů 51

52 Poslední zde probírané funkce se týkají možností zarovnání vybrané vazby do horizontální nebo vertikální polohy (Set bond horizontally, Set bond vertically) případně převrácení struktury podle zvolené vazby (Flip on bond). Funkce pracují tak, že se nejdříve vybere funkce z nabídky a následně se kliknutím vybere vazba. Dalšími funkcemi jsou pak převrácení označených struktur horizontálně nebo vertikálně. Ikony všech těchto funkcí jsou zobrazeny na obr. 45. Obr. 45: Funkce pro zarovnávání vazeb a převrácení struktury Tvorba rovnic Tvorba rovnic a reakčních schémat vychází z tvorby vzorců. V první řadě je potřeba umět vytvářet všechny typy vzorců, které se budou v rovnici vyskytovat. V pracovní ploše se tedy vytvoří všechny potřebné vzorce a následně se pospojují do výsledné rovnice. K tomu jsou potřeba jen znaky "plus" a také samozřejmě šipky. Vkládání těchto znaků je možné z hlavní nabídky. K základnímu použití stačí první tři ikony (+, vkládání šipek a popis nad a pod šipkou, obr. 46). Ikonou + lze vložit klasické znaménko, kterým lze následně pohybovat jako kterýmkoli jiným objektem. Při vkládání šipek nejsme limitováni pouze základní šipkou zleva doprava. Po klepnutí na trojúhelník ve spodní části ikony se zobrazí nabídka různých typů šipek (obr. 47). 52

53 Obr. 46: Funkce pro tvorbu chemických rovnic Obr. 47: Možnosti vkládání šipek K reakční šipce se často přidává popis, kdy nad šipku se píší podmínky reakce, příp. méně významný reaktant a pod šipku se píší méně významné produkty. Takovýto popis lze přidat v ChemSketchi k jakékoli šipce (viz obr. 48). Nejdříve je potřeba vytvořit samotnou rovnici vytvořením jednotlivých vzorců a následným pospojováním pomocí znaků + a šipek. Poté je nutné vybrat nástroj pro popis šipek (Reaction arrow labeling, obr. 49) a klepnout na šipku, u níž je potřeba vložit popis (reakční podmínky). Otevře se dialogové okno Edit reaction conditions (obr. 50), kde lze vložit popis nad a pod šipku. V základním nastavení je velikost písma nastavena na 12 pt, což je při základním nastavení velikosti vzorců příliš mnoho, je tedy také potřeba zmenšit velikost písma. H 2 C CH 2 + H 2 O H 2 SO 4 H 3 C CH 2 OH Obr. 48: Příklad popisu nad šipkou 53

54 Obr. 49: Nástroj pro vkládání popisu reakční šipky Obr. 50: Okno editace reakčních podmínek - popisu reakční šipky V případě, že se tvoří složité reakční schéma, např. u organických syntéz, je někdy potřeba pohybovat po pracovní ploše skupinou objektů. V tomto případě stačí skupinu (např. část reakčního schematu) označit a pak přesouvat jako celek. Někdy je však přesné označení požadované části struktury obtížné, především v případech, kdy je na pracovní ploše již velké množství různých vzorců. V základním nastavení totiž využívají nástroje pro výběr obdélníkovou oblast. Toto nastavení však lze změnit na volný výběr, aby bylo možné označit opravdu jen požadované objekty a vynechat ty, které není potřeba např. přesouvat, ale při použití obdélníkového výběru by byly označeny také. Přepnutí typu výběru je možné v hlavním menu ikonou Lasso on/off (obr. 51). S volným výběrem je však potřeba získat určitý cvik. Obr. 51: Přepínání typu výběru 54

55 3.1.5 Knihovna templatů Knihovna templatů neboli předpřipravených struktur obsahuje v základní instalaci programu relativně velké množství různých struktur, počínaje složitějšími molekulami a konče chemickými aparaturami. Dá se jí tedy s výhodou využít k ušetření času při vlastní tvorbě. Knihovnu lze vyvolat z horního menu ikonou Open template window (obr. 52). Po klepnutí na tuto ikonu se otevře dialogové okno (obr. 53), v němž lze vybírat z řady předpřipravených struktur, které jsou navíc rozdělené do tematických celků. Mezi jednotlivými skupinami lze přepínat v levé části okna. V základní instalaci jsou k dispozici struktury alkaloidů, sacharidů, kit pro tvorbu řetězců nukleových kyselin, sloučeniny fosforu, steroidy, cyklické struktury sacharidů založené na α-d-pyranose, terpeny, ale také Newmanovy projekce, elektronové orbitaly a v neposlední řadě skupina nazvaná Lab Kit. Tyto skupiny však nepředstavují vše, co si s sebou ChemSketch v základu nese. Další skupiny je možné volit z rozbalovacího seznamu v horní části okna (viz obr. 54). Po výběru některé ze skupin je tato vložena do levé části okna pro pozdější rychlý přístup. Napravo vedle rozbalovacího seznamu pro volbu skupiny se nachází druhý rozbalovací seznam, pomocí něhož lze zvolit podskupinu objektů. Vybraný objekt pak lze vložit na pracovní plochu jednoduše kliknutím na objekt v okně templatů, čímž dojde k uzavření tohoto okna, a následným kliknutím na požadované místo v pracovní ploše, kam má být struktura vložena. Obr. 52: Ikona pro otevření okna templatů 55

56 Obr. 53: Dialogové okno pro vkládání předpřipravených struktur Obr. 54: Rozbalovací seznam pro volbu dalších skupin v rámci okna templatů V rámci tohoto pracovního textu bude knihovna templatů používána hlavně jako zdroj pro přípravu nákresů aparatur. Knihovna samozřejmě nemůže obsahovat všechny myslitelné aparatury. Aparatury z knihovny budou použity jako základ pro další úpravy Tvorba nákresů aparatur Existují dva přístupy k tvorbě nákresů aparatur v programu ChemSketch. Složitější a jednodušší. Složitější postup představuje tvorbu nákresu úplně od začátku a vyžaduje určitý talent pro grafiku a představivost. Do režimu kreslení lze vstoupit klepnutím na tlačítko Draw v hlavní nabídce (obr. 55). V levé části okna se následně místo nástrojů pro tvorbu vzorců objeví 56

57 nástroje pro kreslení různých druhů křivek, tvarů, šipek, vkládání bitmapových obrázků, textů, tabulek, závorek, bublin a dalších. Užití jednotlivých nástrojů je jednoduché a intuitivní, po výběru nástroje lze klepnutím a tažením vytvořit daný tvar v pracovní ploše. U vloženého objektu je pak možné upravit barvu výplně jednoduše výběrem barvy z nabídky, která se zobrazuje v levé spodní části okna programu. Při vložení tabulky se vkládá pouze její obrys, tedy čáry vymezující tabulku a její jednotlivé buňky. Následně lze do buněk vložit pomocí funkce Text náplň. Obsah buněk se však neomezuje jen na text, do buněk lze jednoduše tažením umístit jakýkoli objekt (vzorec, jiný obrazec atd.). Obr. 55: Nástroje pro kreslení Po vložení všech požadovaných objektů lze jednoduše s nimi manipulovat, přesouvat je a otáčet. Jednotlivé operace lze volit z hlavní nabídky. Horní lišta hlavní nabídky i se všemi funkcemi je společná pro tvorbu vzorců i kreslení, její popis je uveden výše v kapitole. Odlišná je spodní lišta nabídky (obr. 56). 57

58 Zleva se zde nacházejí funkce pro označení, posun a změnu velikosti (symbol šipky), označení, posun a rotaci. Dále je zde ikona pro editaci uzlových bodů při práci s mnohoúhelníky, ty se vkládají kliknutím na příslušnou ikonu v levém menu a následně klikáním v pracovní ploše. Po ukončení návrhu mnohoúhelníku je potřeba stisknout klávesu Esc. Tím dojde k ukončení režimu návrhu. Poté je možné pomocí nástroje Editace uzlových bodů upravovat polohu jednotlivých vrcholů mnohoúhelníku. Po dokončení úprav lze opět užít klávesy Esc pro přechod do základního režimu programu. Další funkcí ve spodní liště hlavní nabídky je editace textu u textových prvků. Opět se tak děje vybráním funkce a kliknutím na požadovaný textový prvek. Pro ukončení editace je nutné využít klávesu Esc. Další dvě ikony slouží k přenosu vybraného prvku do popředí či do pozadí. Lze tak řídit umístění jednotlivých prvků v ose Z. Pokud se některé prvky překrývají, pak se tímto nastavením řeší, který z prvků má být nahoře (celý viditelný) a který má být překrytý. V ChemSketchi je možné toto nastavení řídit pouze takto omezeně, v programech pro tvorbu grafiky nebo pro tiskovou sazbu lze umístění v ose Z řídit mnohem podrobněji ať už pomocí hladin nebo vrstev (viz kapitola Pokročilá tvorba tiskovin). Další velmi užitečnou funkcí je seskupení objektů (funkce Group). Pokud se pracuje s malým počtem objektů, není nijak nutné tuto funkci používat. Prostě se požadované objekty označí (tažením nebo klepáním na jednotlivé objekty se stisknutou klávesou Shift) a takto označené je lze společně přesouvat nebo rotovat. Tento postup je nepraktický v případě větších skupin objektů nebo v případě nákresů, které už jsou z části hotové a je potřeba zachovat vzájemnou polohu jednotlivých částí (např. stojan, držáky, filtrační kruhy apod.). V tomto případě je dobré označit jednotlivé části složeného objektu a následně zvolit funkci Group. Tím dojde ke spojení jednotlivých částí virtuálně do jednoho celku a následná manipulace ovlivňuje tento celek. Je rovněž možné použít funkci Group pro spojení objektů, která jsou samy seskupené z dílčích částí, tedy hlavní objekt (skupina) bude obsahovat podskupiny a ty budou tvořeny dalšími podskupinami nebo jednotlivými částmi. Zrušení seskupení představuje opačný proces, kdy je potřeba označit seskupený objekt a následně pomocí ikony Group lze tento objekt rozdělit na jednotlivé skupiny nebo základní 58

59 stavební jednotky. Pomocí seskupování jsou tvořeny aparatury v knihovně templatů, pokud tedy vznikne potřeba použít jen část aparatury, je ji nejdříve nutné rozdělit na jednotlivé složky. Další funkce v hlavním panelu pak slouží k převrácení či otočení vybraných objektů a dále pak k zarovnání objektů v horizontálním či vertikálním směru vůči největšímu z nich. Obr. 56: Hlavní nabídka funkce pro manipulaci s objekty Je samozřejmě možné tvořit vše od začátku. Mnohem pohodlnější a rychlejší cestou je však vložení jednotlivých částí aparatur nebo celých aparatur z knihovny templatů a následná úprava těchto objektů. V základní nabídce se nacházejí různé laboratorní objekty kádinky, baňky, nálevky a další (obr. 57). Po rozbalení seznamu v horní části okna (obr. 57) je možné vybírat z dalších nabídek, které obsahují separační, destilační, reakční aparatury, aparaturu pro titraci, chladiče a další. Většina objektů je tvořena jako skupina základních objektů nebo podskupin. 59

60 Obr. 57: Knihovna templatů část Lab Kit Pokud by úkol zněl vytvořit aparaturu pro klasickou filtraci, která v nabídce knihovny není, je potřeba vyjít z podobné aparatury. V nabídce se nachází stojan s držákem a baňkou. Po vložení objektu do pracovní plochy je potřeba ho označit a zrušit seskupení. Poté je možné označit samostatně baňku a odstranit ji. Dále se objekt skládá z držáku a stojanu. Po označení držáku lze u tohoto opět zrušit seskupení. Nyní lze odstranit šroub a celou koncovou část držáku, zůstane jen obdélník, na němž byl původně šroub. Tento obdélník lze na pravé straně uchopit a roztáhnout. Tím byl vytvořen filtrační kruh. Nyní již zbývá z knihovny vložit nálevku, upravit její velkost (tažením za některý z rohů) a umístit ji na správné místo. Nově vložená nálevka je však v popředí, posledním krokem je tedy její přesunutí do pozadí, případně je možné ještě přidat kádinku a jednotlivé části nebo celek seskupit pro jednodušší manipulaci. Celý postup ukazuje obr

61 Obr. 58: Postup při tvorbě filtrační aparatury D zobrazení 3D zobrazení v prostředí programu ChemSketch se týká pouze molekulárních struktur. Jeho využití je velmi jednoduché a vyžaduje pouze znalosti pro tvorbu vzorců. 3D zobrazení lze využít pro vizualizaci trojrozměrných struktur např. při výuce. Software obsahuje pouze nejzákladnější funkce pro práci s 3D modely molekul, tedy hlavně funkce pro vizualizaci. Pokud je potřeba pracovat s modely sofistikovanějším způsobem, je nutné zvolit specializovaný software pro molekulární modelování. Základní informace o tomto typu softwaru budou uvedeny dále v této kapitole. Tvorba 3D modelů molekul v programu ChemSketch je založena na tvorbě vzorců molekul. Nejdříve je tedy nutné vytvořit správně vzorec požadované molekuly. Opět není nutné dodržovat přesné délky vazeb a vazebné úhly, o ty se postará následná optimalizace. Po vytvoření struktury se v případě 3D modelů nepoužije funkce Clean structure, která slouží pro klasickou dvourozměrnou optimalizaci, ale funkce 3D Optimization (obr. 59). Nejdříve je tedy potřeba vzorec označit a následně klepnout na ikonu funkce. Po 61

62 klepnutí se provede 3D optimalizace struktury a ChemSketch se rovnou přepne do režimu, v němž je možné s vytvořenou 3D strukturou rotovat ve všech třech osách. Vytvořenou strukturu je možné kopírovat a vkládat např. do textových editorů. Nevýhodou v tomto případě je, že v pracovní ploše programu je možné jen zobrazení ve formě tzv. drátového modelu tedy jen tenké čáry. Obr. 59: Ikona funkce 3D Optimization Pro lepší nastavení vizualizace vytvořené 3D struktury je nutné spustit Prohlížeč 3D struktur (3D Viewer). Do prohlížeče se automaticky nahraje celá pracovní plocha ChemSketche, při vizualizaci jednotlivých molekul je proto potřeba pracovat postupně, v pracovní ploše mít jen jednu strukturu. Po klepnutí na ikonu 3D Viewer (obr. 60) se otevře okno prohlížeče (obr. 61). V základním nastavení se zde opět zobrazí pouze drátový model molekuly. V prohlížeči lze jednoduše nastavit typ zobrazení, všechna základní nastavení se nacházení v hlavní nabídce v horní části okna (obr. 62). Pro zobrazení lze použít drátové, tyčinkové, kuličkové či kalotové modely, případně různé varianty těchto základních modelů. S modely lze různě rotovat, posouvat je, případně přibližovat a vzdalovat je. Samozřejmostí je možnost uložení 3D modelu, ať už ve firemním 3D formátu nebo v jednom z obecně rozšířených formátů pro výměnu 3D dat v chemii MDL mol. Rovněž je možné ukládat bitmapové obrázky pro vložení do textů nebo prezentací. 62

63 Obr. 60: Ikona pro spuštění 3D prohlížeče Obr. 61: Okno prohlížeče 3D struktur Obr. 62: Hlavní nabídka funkcí 3D prohlížeče 3.2 Programy pro molekulární modelování Programy pro molekulární modelování obsahují sofistikovanější nástroje pro tvorbu modelů molekul, jejich ovládání je však obecně složitější. Pro vědeckou práci je potřeba např. počítat potenciální energie molekul, rozložení elektrostatického náboje, provádět výpočty teoretických spekter atd. Jednotlivé programy se liší svou výbavou, některé zvládají výpočty pouze pomocí molekulární mechaniky, jiné obsahují aparát i pro semiempirické 63