《化學信息學》是為大學本科生而編寫的化學信息學教材，共分為6章：第1章介紹了化學信息學基礎(chǔ)，內(nèi)容主要包括化學信息學的產(chǎn)生與發(fā)展、基本概念、研究內(nèi)容與方法及其與實驗科學的關(guān)系；第2章介紹了化學結(jié)構(gòu)的計算機表示方法與特點、化學軟件ChemOffice與HyperChem的使用；第3章重點講述了基于網(wǎng)絡(luò)資源的化學文獻檢索方法與技巧、文獻管理軟件EndNote的使用；第4章介紹了基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計與回歸建模分析；第5章介紹了試驗設(shè)計與優(yōu)化方法等；第6章主要介紹了分子力學與分子模擬初步。
《化學信息學》可作為高等學校化學、化工、材料、生物、環(huán)境等相關(guān)專業(yè)本科生化學信息學課程的基礎(chǔ)教材。由于所涉及內(nèi)容、技術(shù)與方法等具有一定的普適性，本書也可作為相關(guān)領(lǐng)域科研人員的參考用書。
從信息時代走到了大數(shù)據(jù)時代的今天，信息技術(shù)的飛速發(fā)展正在逐漸改變著我們生活和思維方式，信息技術(shù)也必定融入科學研究之中！充分運用信息技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代科技人才必備的最重要的基本技能之一。正是順應了時代的進步，化學信息學的研究才得以產(chǎn)生并快速發(fā)展起來，化學信息學不僅成為整個化學學科發(fā)展的重要組成部分，而且有力地推動了相關(guān)學科群的發(fā)展，從而成為充滿活力、頗具影響的新興交叉領(lǐng)域。
化學信息學的本質(zhì)就是將信息學方法、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應用于化學等學科的相關(guān)研究之中，其主要內(nèi)容涉及化學信息的獲取與表達、管理與傳播，并在此基礎(chǔ)上進行化學信息的分析與挖掘，進而實現(xiàn)知識的創(chuàng)新。
考慮到化學信息學研究內(nèi)容的廣博且涉及多個相關(guān)學科、學生的接受能力及教學課時所限，我們將化學信息學教學體系分解為兩個階段。
(1) 本科生階段的重點
化學信息學的定義及其主要研究內(nèi)容；
化學信息的表達、文獻檢索及文獻管理軟件的使用；
簡單的數(shù)據(jù)分析、正交試驗設(shè)計及其在化學中的應用；
分子力學、分子動力學及分子模擬簡介；
化學軟件(ChemOffice、HyperChem等)的初步使用。
(2) 研究生階段的重點
化學信息表達新方法及其應用的研究；
數(shù)據(jù)挖掘（建模分析）新方法及其應用的研究；
理論化學計算、分子模擬及其應用的研究。
作為化學等相關(guān)各專業(yè)本科生信息技術(shù)的第二層次教學，化學信息學屬核心內(nèi)容，主要包括以下三部分。
化學信息學基礎(chǔ)。內(nèi)容主要包括化學信息學的基本概念、研究內(nèi)容與方法；化學結(jié)構(gòu)的計算機表示（包括線性表示、連接表表示等）；基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計與回歸建模分析；試驗設(shè)計與優(yōu)化方法等。
文獻檢索與學術(shù)期刊。內(nèi)容主要包括文獻基礎(chǔ)知識；重點文獻數(shù)據(jù)庫（SciFinder、Web of Science、CNKI等）、搜索引擎（谷歌學術(shù)、百度學術(shù)）；期刊影響因子與分區(qū)簡介；重要學術(shù)期刊簡介；文獻管理軟件EndNote的使用等。
分子力學與分子模擬初步。內(nèi)容主要包括分子力學的基本原理、勢能組成和力場參數(shù)；分子力學應用及分子動力學簡介；分子模擬基本方法及其應用等。
《化學信息學》定位為化學學科本科生教材，在教學內(nèi)容的選編、素材的選取等方面均以本科生的基礎(chǔ)及需求為出發(fā)點、以實際應用為落腳點、以能力拓展為期望；結(jié)合筆者多年的教學經(jīng)驗與體會，精心組織教材的基礎(chǔ)核心內(nèi)容；以研究及應用為延伸并融入最新研究成果，建立及貫徹化學信息學的基本思想、方法與技術(shù)；打造符合教育教學規(guī)律的多方位、多視角的立體教材，充分體現(xiàn)務實、發(fā)展、提高的教學理念與特色。
《化學信息學》共分為6章：第1章由呂文娟編寫，第2、4章由翟紅林編寫，第3章由曹晶晶編寫，第5章由李書艷編寫，第6章由張曉昀編寫。全書由翟紅林、張曉昀統(tǒng)稿。在本書的編寫中，學院領(lǐng)導與同事都給予了熱情的鼓勵與支持。教材的出版獲得了蘭州大學教材建設(shè)項目的資助；化學工業(yè)出版社的編輯為本教材的出版付出了巨大的努力。在此，我們表示崇高的敬意，并致以衷心的感謝！
與傳統(tǒng)學科相比，化學信息學是一門新興的、快速發(fā)展的交叉學科；加之筆者的學識與水平有限，書中難免出現(xiàn)疏漏、不妥之處，懇請各位專家、同行及廣大的讀者予以批評、指正。
編者
2019年8月于蘭州大學
翟紅林，蘭州大學 化學化工學院，教授、博士生導師，1986年6月蘭州大學化學系物理化學本科專業(yè)畢業(yè)獲學士學位并留校工作至今。2004年12月獲蘭州大學分析化學博士學位，2007年1月至2008年1月赴臺灣長庚大學分子醫(yī)學研究中心開展抗癌藥物設(shè)計及癌癥早期診斷的博士后研究工作。專業(yè)特長為數(shù)據(jù)建模與分析、程序設(shè)計與應用；目前主要從事復雜體系中的多組分同時定性與定量分析、實驗條件優(yōu)化、分子模擬與藥物分子設(shè)計的化學與生物信息學及其在相關(guān)領(lǐng)域中應用的教學與科研工作。已在TrAC-Trends in Analytical Chemistry、Analyst、Analytica Chimica Acta、Food Chemistry、J. Chromatography A、Talanta、J. Separation Science、J. Chemical Information and Modeling、Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems、Chemical Biology & Drug Design、Computational Biology & Chemistry等國內(nèi)外學術(shù)期刊上發(fā)表研究論文六十余篇；已主持并完成國家自然科學基金面上項目及多項校企橫向課題。
第1章緒論1
本章要點1
1.1信息與信息學1
1.1.1信息1
1.1.2信息學2
1.2化學信息與化學信息學3
1.2.1化學信息3
1.2.2化學信息學5
1.3化學信息學與實驗科學的關(guān)系8
1.4關(guān)于本教材8
思考與練習9
參考文獻與擴展閱讀9
第2章化學結(jié)構(gòu)的計算機表示10
本章要點10
2.1化學結(jié)構(gòu)的表示10
2.1.1化學結(jié)構(gòu)的一般表示及其特點10
2.1.2化學結(jié)構(gòu)的計算機表示方法11
2.2SMILES編碼13
2.3化學結(jié)構(gòu)的二維表示及格式文件18
2.3.1連接表18
2.3.2格式文件19
2.4化學結(jié)構(gòu)的計算機處理22
2.4.1化學結(jié)構(gòu)的計算機輸入與可視化22
2.4.2ChemOffice簡介25
2.4.3HyperChem簡介35
思考與練習40
參考文獻與擴展閱讀44
第3章化學文獻檢索與管理45
本章要點45
3.1文獻基礎(chǔ)知識45
3.1.1文獻檢索的意義45
3.1.2科技文獻的類型及其特點46
3.1.3重要的文獻源46
3.1.4科技文獻檢索方法與途徑48
3.2美國化學文摘（CA）50
3.2.1CA概況50
3.2.2SciFinder(Science Finder)50
3.3SCI與EI62
3.3.1科學引文索引(SCI)62
3.3.2Web of Science63
3.3.3EI檢索及EI Village 278
3.4ScienceDirect與Reaxys83
3.4.1ScienceDirect的特點、檢索方法與技巧意義83
3.4.2Reaxys數(shù)據(jù)庫84
3.5中文文獻檢索簡介90
3.5.1概況90
3.5.2中國知網(wǎng)(CNKI)90
3.6搜索引擎檢索94
3.6.1谷歌學術(shù)95
3.6.2百度學術(shù)95
3.7重要學術(shù)期刊簡介97
3.7.1電子期刊的興起97
3.7.2綜合性期刊98
3.7.3常見的化學化工類期刊98
3.8文獻管理軟件100
3.8.1文獻管理與軟件100
3.8.2EndNote100
思考與練習109
參考文獻與擴展閱讀109
第4章常用數(shù)據(jù)處理方法110
本章要點110
4.1化學計量學簡介110
4.1.1計量與計量學110
4.1.2化學計量學的基本內(nèi)涵111
4.2化學數(shù)據(jù)的預處理112
4.2.1化學數(shù)據(jù)的基本特點112
4.2.2化學數(shù)據(jù)的基本描述113
4.2.3化學數(shù)據(jù)常用的預處理方法120
4.3線性回歸125
4.3.1回歸模型與最小二乘法126
4.3.2多元線性回歸分析129
4.4主成分分析與因子分析137
4.4.1主成分分析137
4.4.2因子分析141
4.5偏最小二乘分析及應用145
4.6多維校正簡介147
思考與練習148
參考文獻與擴展閱讀149
第5章試驗設(shè)計與優(yōu)化151
本章要點151
5.1試驗設(shè)計基礎(chǔ)151
5.2單因素優(yōu)選法153
5.2.1均分法153
5.2.2對分法（平分法）153
5.2.3黃金分割法153
5.2.4分數(shù)法（斐波納契數(shù)列法）154
5.2.5其他方法介紹155
5.3正交試驗設(shè)計156
5.3.1正交試驗設(shè)計概述156
5.3.2正交試驗設(shè)計結(jié)果的直觀分析法159
5.3.3正交試驗設(shè)計結(jié)果的方差分析法166
5.4均勻試驗設(shè)計170
5.4.1均勻試驗設(shè)計表171
5.4.2均勻設(shè)計基本步驟172
思考與練習174
參考文獻與擴展閱讀175
第6章分子力學與分子模擬176
本章要點176
6.1分子力學的產(chǎn)生176
6.2分子力學理論178
6.3分子力場構(gòu)成178
6.3.1鍵伸縮能179
6.3.2鍵角彎曲能182
6.3.3二面角扭曲轉(zhuǎn)動能183
6.3.4范德華相互作用能184
6.3.5靜電相互作用能185
6.3.6交叉項185
6.3.7分子力場參數(shù)化186
6.4常見的力場187
6.4.1常見的力場介紹187
6.4.2常見分子力場的選擇188
6.4.3分子力場存在的問題188
6.5分子力學與量子力學的比較189
6.6分子力場應用189
6.6.1分子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化190
6.6.2定量構(gòu)效關(guān)系195
6.6.3分子對接202
6.6.4分子動力學模擬205
6.7分子力學發(fā)展趨勢210
思考與練習215
參考文獻與擴展閱讀216
附錄218
附錄1格魯布斯（Grubbs）臨界值表218
附錄2Q檢驗臨界值表218
附錄3t檢驗臨界值表219
附錄4F檢驗臨界值表219
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