Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии




Скачать 248.45 Kb.
НазваниеОписание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии
страница1/6
Дата14.11.2012
Размер248.45 Kb.
ТипРеферат
  1   2   3   4   5   6

Артемьева И.Л., Высоцкий В.И., Рештаненко Н.В.

ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОГО СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В МОДЕЛИ ОНТОЛОГИИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ


Данная работа является второй частью из цикла работ, содержащих описание онтологии и ее модели для органической химии. В данной работе приводится семь модулей онтологии и ее модели, описывающие основные понятия, необходимые для определения свойств органических соединений.

Введение


Содержание модели онтологии органической химии дано в работах [1-2]. В работе [1] приведена система понятий, используемая при описании электронного строения химических элементов и соединений. Целью данной работы является определение системы понятий, используемой при формализации знаний о структурном строении органических соединений в интеллектуальной системе по химии, разрабатываемой в Институте автоматики и процессов управления ДВО РАН [3].

При разработке модели онтологии использовались источники [4-12]. Модель онтологии построена в классе необогащенных систем логических соотношений с параметрами [13].

Работа выполнена в рамках программы № 16 фундаментальных исследований Президиума РАН, проект "Теоретические основы интеллектуальных систем, основанных на онтологиях, для интеллектуальной поддержки научных исследований".

Описание каждого модуля модели сопровождается рисунками, помогающими в чтении работы. Эти рисунки представляют связи между терминами, определяемыми в модуле. На всех рисунках используются обозначения, приведенные на рис. 1.

1. Модуль Структурная формула соединения


В модуле Структурная формула соединения определяются термины, при помощи которых описывается структура органических соединений.

  1. С
    труктурная формула определяет:

    1. состав молекулы или части молекулы;

    2. все типы связей;

    3. порядок связи атомов;

    4. валентность каждого атома.

Для однозначного определения каждого атома молекулы необходимо ввести некоторую систему идентификации атомов, входящих в состав структурной формулы. Для идентификации может использоваться номер элемента. Термин номера элементов обозначает множество идентификационных номеров, позволяющих однозначно определять входящие в состав молекулы атомы химических элементов.

Связь между атомами может быть простой, двойной или тройной. Вспомогательный термин типы связи обозначает это множество названий типов связи.

  1. Валентность элемента – это количество атомов водорода или кислорода, с которыми элемент может образовать связи в соединении. Вспомогательный термин валентность элемента обозначает функцию, которая позволяет определить валентность указанного атома химического элемента в структурной формуле.

При определении структуры используются вспомогательные термины возможная структурная формула, возможные компоненты структурной формулы, компонента структурной формулы, связи элемента в компоненте структурной формулы, множество связей.

  1. Понятие структурной формулы может быть применено не только к соединениям, но также к частям этих соединений. Каждой элементарной формуле, описывающей соединение или часть соединения, соответствует множество возможных структурных формул. Термин структурная формула определяет описанную выше взаимосвязь.

  2. Каждое органическое соединение имеет структурную формулу. Термин структурная формула соединения сопоставляет названию органического соединения его структурную формулу.

В модели принято следующее упрощение: предполагается, что все атомы углерода в органических соединениях четырехвалентны.

С
вязи между терминами модуля приведены на рис. 2.

Теперь приведем прикладную логическую теорию для данного модуля модели онтологии, записанную средствами языка прикладной логики [11]. Прикладная логическая теория имеет имя Связи между элементарной и структурной формулами, при ее определении используются модули Электронная конфигурация, Элементный состав и Константы онтологии [1]; при построении прикладной логической теории используются стандартное расширение языка прикладной логики, а также специализированные расширения с названиями Математические кванторы и Интервалы [11].

Связи между элементарной и структурной формулами(ST, Математические кванторы, Интервалы) = <({Электронная конфигурация, Элементный состав, Константы онтологии}), SS>, где SS предложения, описанные ниже.

Все предложения каждого модуля прикладной логической теории разбиты на группы, которые определяют содержательный смысл этих предложений.

1.1. Определения вспомогательных терминов


    1. типы связи  {простая, двойная, тройная}

Вспомогательный термин типы связи обозначает множество возможных названий типов связи.

    1. номера элементов  I[1, )

Вспомогательный термин номера элементов обозначает множество возможных номеров элементов.

    1. множество связей  ( (n:[1, максимальное количество связей])( химические элементы, номера элементов, типы связи) n)

Вспомогательный термин множество связей обозначает множество троек, состоящих из химического элемента, его номера и типа связи.

    1. возможные компоненты структурной формулы  ( химические элементы, номера элементов, {}множество связей))

Вспомогательный термин возможные компоненты структурной формулы обозначает множество троек, составленных из: химического элемента, номера этого элемента, а также множества связей, которые образует этот химический элемент.

    1. возможные структурные формулы  {(f: {(n: I[1,)) возможные компоненты структурной формулы n})(&(i: I[1, length(f)])(&(j1: {(j: I[1, length(f)]) i  j}) (2, (i, f))  (2, (j1, f))))}

Вспомогательный термин возможные структурные формулы обозначает множество последовательностей компонент структурной формулы; в каждой последовательности номера химических элементов, входящих в различные компоненты, являются различными.

    1. компонента структурной формулы  ((v: {(v1: ( возможная структурная формула, I)) (2, v1)  I[1, length((1, v1))]}) (1, ((2, v), (1, v))))

Вспомогательный термин компонента структурной формулы обозначает функцию, которая ставит в соответствие структурной формуле и номеру компонента в этой структурной формуле химический элемент, имеющий данный номер в структурной формуле.

    1. связи элемента в компоненте структурной формулы  ((v: {(v1: ( возможная структурная формула, I)) (2, v1)  I[1, length((1, v1))]}) (3, ((2, v), (1, v))))

Вспомогательный термин связи элемента в компоненте структурной формулы обозначает функцию, которая ставит в соответствие структурной формуле и номеру компонента множество связей химического элемента, имеющего данный номер в структурной формуле.

    1. валентность элемента  ((v: {(v1: ( возможная структурная формула, I)) (2, v1)  I[1, length((1, v1))]}) (связи элемента в компоненте структурной формулы((1, v1), (2, v1))))

Вспомогательный термин валентность элемента обозначает функцию, которая ставит в соответствие структурной формуле и номеру компонента количество связей химического элемента структурной формулы, имеющего данный номер в этой структурной формуле.

    1. структурная формула  ((v: возможная формула вещества) {(f: возможные структурные формулы) (& (i: I[1, length(f)]) p(2, p(i, f))  length(f)) & (& (v1: {(v2: химические элементы) принадлежит соединению(v, v2)}) ( (i: I[1, length(f)]) v1 = (1, (i, f)) & (( ({(i: I[1, length(f)]) p(1, p(i, f))) = v1}) = индекс(v, v1))) & (&((i: I[1, length(f)]) (связи элемента в компоненте структурной формулы(f, i))  число электронов для присоединения у элемента(p(1, p(i, f)))) & (&((i: I[1, length(f)]) связи элемента в компоненте структурной формулы(v1, i)  ))))))})

Термин структурная формула обозначает функцию, которая ставит в соответствие элементарной формуле множество возможных структурных формул, удовлетворяющих следующим условиям:

  • номера элементов в структурной формуле не превышают числа компонентов структурной формулы;

  • структурная формула содержит описание каждого химического элемента, входящего в определение элементарной формулы;

  • структурная формула содержит описание каждого атома каждого химического элемента, входящего в определение элементарной формулы;

  • число связей каждого атома некоторого химического элемента не может превышать максимально возможное число электронов для присоединения у этого химического элемента;

  • в соединении не может быть несвязанных атомов.

1.2. Определения основных терминов


    1. (структурная формула соединения) = (органические соединения  возможная структурная формула)

Термин структурная формула соединения обозначает функцию, которая ставит в соответствие данному органическому соединению его структурную формулу.

1.3. Онтологические соглашения


    1. (v: органические соединения) структурная формула соединения(v)  структурная формула(формула(v))

Структурная формула соединения является одной из структурных формул, соответствующих его элементарной формуле.

    1. (v: органические соединения) (i: {(i1: I[1, length(структурная формула соединения(v))]) (1, (i1, структурная формула соединения(v))) = С}) валентность элемента(компонента структурной формулы(v, i)) = 4

Все атомы углерода любого органического соединения четырех валентны.
  1   2   3   4   5   6

Похожие:

Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии iconМодель онтологии предметной области (на примере органической химии)
Также описывается структура модульной онтологии и ее модели. Приводятся три модуля онтологии и ее модели, описывающие электронное...
Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии iconРешение тригонометрических уравнений и неравенств
Строение и классификация органических соединений. Химические реакции в органической химии
Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии iconМетодическое пособие по органической химии для заочного отделения. Содержание
Однако, воздействие получаемых человеком органических веществ на живые организмы и объекты природы неоднозначно. Использование некоторых...
Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии iconОбязательная внеаудиторная самостоятельная работа
Теоретические основы строения органических соединений, определяющие их реакционную способность. Общие закономерности реакционной...
Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии iconПояснительная записка основные цели учебного курса
Ознакомление с классификацией химических реакций в органической химии м механизмах их протекания. Закрепление и развитие знаний на...
Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии iconКалендарно-тематический план лекций по биоорганической химии
Общие закономерности реакционной способности органических соединений Основные классы органических соединений и их характерные реакции....
Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии iconКалендарно-тематический план лекций по биоорганической химии
Общие закономерности реакционной способности органических соединений Основные классы органических соединений и их характерные реакции....
Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии iconРеакции окисления в органической химии
В настоящей статье систематизированы знания по окислению органических веществ в объеме школьного курса и подробно рассмотрен метод...
Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии icon«Теоретические основы строения и реакционной способности основных классов органических соединений»
Основные понятия стереохимии – конфигурация и конформации. Проекционные формулы Ньюмена. Конформации алифатических соединений
Описание структурного строения органических соединений в модели онтологии органической химии iconРабочая программа курса химии (разработана на основе Примерной программы среднего (полного) образования и государственного образовательного стандарта) пояснительная записка рассчитана на 35 часов (1 час в неделю)
Тема теория химического строения органических соединений а. М. Бутлерова (3 часа)
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница