Windows で FORTRAN

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とある(フリーで使える)ソフトウェアパッケージを使いたくなりました。
このソフトは、基本はUNIXベースですが、FORTRANソースで提供されて、
コンパイルさえ出来れば、Windowsででも使えそうです。

それで、Windows PCで(フリーで)使えるFORTRANコンパイラを見つけました。
他にも、沢山あるかと思いますが、上記のソフトに関しては、
こちらが良いようです。
「G95」です。
Homeページには、
　　G95 is a stable, production Fortran 95 compiler available for
　　multiple cpu architectures and operating systems.
　　Innovations and optimizations continue to be worked on.
　　Parts of the F2003 standard have been implemented in g95.
とあります。

早速、
「Downloads」ページの
「G95 Binaries and Source(Stable version 0.91, March 2008)」
から、インストーラ「g95-MinGW.exe」をダウンロードしてインストールしました。

テストは、どこかのページで見つけたプログラム(？)
－－－－－ test.f －－－－－－－－－－－－－
WRITE(*,*) 'TEST'
END
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
をエディタで作り、DOS 窓(プロンプト)で、
コンパイルしてみました。
　　g95 test.f
これで、a.exe が出来るので、実行。
　　a.exe
見事、使えました。
（とはいえ、仕様を忘れていて、コンパイルエラーになりましたが。）
（先頭６カラムは、空白でしたね。）


メインとサブの場合は・・・？
g95 の使い方マニュアル(pdf)の初めの方を見てみました。

　　g95 -o test main.f sub.f

とすれば、main.f と sub.f の２つのソースプログラムから、
test.exe と云う実行形式プログラムが出来ると云う事なので、
また、どこかのサイトからダウンロードした２つ組みのソースプログラムで
試してみました。ＯＫでした。

と云うことで、＜紙＞のＰＣ(Windows XP マシン)でも
FORTRANコンパイラが動くことになりました。
目出度し めでたし？？？

こんなことで、何かの参考になりましたら、幸いです。　



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部活：仮想と現実

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＜紙＞の「仮想 高校 化学部」とは違って、
現実の「茨城県立鉾田第二高等学校 生物部化学班」では、

「茨城県高等学校文化連盟天文・科学部研究発表大会報告」によると、
「平成１９年度・・・・・天文・科学部研究発表会」で研究発表をしていますね。

そのページにある、「口頭発表資料」(pdfファイル)のタイトルは、
なんと、(失礼)　『分子軌道法を用いた生成熱の算出』ですね。
しっかりと「シュレディンガー方程式」「波動関数」などの言葉が出ています！

勝手に、仮想 高校 で、化学部を(１人で)作っていましたが、
現実の高等学校の化学部では、ちゃんと「分子軌道法ソフト」
(此処でも、Winmostar でした)を使いこなしている！

＜紙＞も負けては居られなくなりました。(生意気か？)
もっともっと、頑張ります。
と云うより、高校の化学の教科書を読んだ方が良いのかな？？？　



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部活：座学 その１

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「WinMOPAC が付いていた」量子化学入門 書に基づき、座学(？）自習(？）を始めました。

本書の構成(出だし部分)は、

第１章 原子の成り立ち
第２章 原子から分子へ
第３章 分子軌道法から求められるもの
　３－２・・・・・電子密度、立体構造、生成熱
第４章 分子の構造を知る
第５章 電子の分布が分子の性質を決める
　５－２ エタノールは酸性か？
(続く）


と云うことで、今日は、分子の酸性度が分かる。
ことを学びました。


「チョメチョメ－ＯＨ」と云う形の、
ヒドロキシル基 (hydroxyl group)（-OH と表される１価の官能基)を持つもの。
（括弧内は、Wiki による説明）
官能基については、「部活：Ｎｅｗｔｏｎ ６月号」で、勉強しました。


例えば、ＣＨ３ＣＨ２－ＯＨ(エタノール)、ＣＨ３ＣＯ－ＯＨ(酢酸)、ＮＯ２－ＯＨ(硝酸)
などなど。(化学式は、自分で見て頭で考えられるように、正式なものではありません。)

因みに、Winmostar (なんで？ WinMOPAC で無いの？) で構造を作って見ました。




分子軌道法を用いて、構造最適化計算をすると“電荷”が求められる。
その内、最後の水素(Ｈ)についてのその値の大小から、
当該分子(物質)の酸性度合いが分かると云うことですね。


計算結果の電荷は、
ＣＨ３ＣＨ２－ＯＨ(エタノール)・・・+0.244
ＣＨ３ＣＯ－ＯＨ(酢酸)・・・・・・・・ +0.250
ＮＯ２－ＯＨ(硝酸)・・・・・・・・・・・ +0.329
だそうです。(単位は？ クーロン？)
だんだん大きくなっている。

そして、pKa値は、
エタノール・・・16.00
酢酸・・・・・・・　4.72
硝酸・・・・・・　-1.3
だんだん小さくなっている。

pKaについては、Wiki「酸解離定数」に、
　　酸解離定数（さんかいりていすう）は、酸の強さを定量的に表すための指標のひとつ。
　　酸性度定数ともいう。酸から水素イオンが放出される解離反応を考え、
　　その平衡定数 Ka またはその負の常用対数 pKa によって表す。
　　Ka が大きいほど、または pKa が小さいほど強い酸であることを示す。
と、ありました。


なるほど、此までは最適化構造を求め、眺めていただけでしたが、
他にも沢山出ていた数値の意味が、一つ分かりました。

MOPAC を使って計算すると、物質の酸性度が分かる！
と云うことで、今日の 部活動 は終了です。　　



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鉱物 図鑑 ？

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またまた、物質データベースの話しです。

データベース・サイト「Mineralogy Database」は、
謂わば鉱物図鑑と云ってもいいのでは無いでしょうか？
（違う、そんな軽いものでは無い？）

まあまあ、・・・・・
例えば、菱苦土石(りょうくどせき、magnesite(マグネサイト))
(組成式＝MgCO3(炭酸マグネシウム)）を調べるとすると、
（なんで、そんなものを？・・・・・たまたまです。意味はありません。）

Home ページから順に、４回クリックすると、下図のような鉱物の写真がみられます。





検索手順を纏めてみました。
下図で示す赤丸部分を順に(４回)クリックする。
（拡大図を見るには、もう一回クリックする。）





勿論、「Search」をクリックして出た画面で、直接鉱物名を入力すると、
一覧から、８番目の「Magnesite Image」をクリックすれば、画像が表示されます。

英語なのが残念ですが、3/8/09 に更新され、4,442件登録されているとあります。

また、硫砒鉄鉱(りゅうひてっこう、Arsenopyrite、ヒ素と鉄の硫化鉱物)（組成式＝FeAsS）
なんかも見つかりました。（当たり前？）


画像だけでなく、
組成式(化学式？)、重量、構成元素の比率、結晶構造(動く分子構造)、各種の物性、
などが調べられます。

と云うことで、
何かの参考になりましたでしょうか？？？　



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WinMOPAC が付いていた

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まともに、１から(？)勉強しようかと思い、本屋に立ち寄ってみました。

「量子力学」とか「量子化学」と名が付く本は、2～4,000円と結構な値段だが、
1,500円の本を見つけ、衝動買いしてしまいました。

ブルーバックスの「実践 量子化学入門 CD-ROM付」です。
（また、新たなソフトが手に入った。）
本の「まえがき」に、
　　・・・・・本書では、高等学校程度の有機化学の問題を、
　　量子化学の考え方であらためて考えてみます。・・・・・
とありました。

買ってから見つけた、「書評　実践量子化学入門 CD-ROM付」では、
　　何と言ってもこの本のよいところは、付属CD-ROMの分子軌道計算ソフトウェア
　　"WinMOPAC"を使って、実際にそれを確認することができることだ。
　　また、量子化学をまったく知らない人のためにも、
　　(量子化学を学ぶのに必要な)量子力学の知識からやさしく説明している。
とありました。

ただ、2002年７月第１刷と、やや(相当？)古いものでした。
（買ったのは、2008年12月第５刷ですが・・・・・）
それで、付属する WinMOPAC 体験版は、バージョンが 3.0 でした。
（試用期限無し。制限は水素以外の元素が１５個以内。）

Web検索してみたら、「Amazon.co.jp：WinMOPAC 3.5：ソフトウェア」があったり、
結局は、本家の「WinMOPAC 3.9 Top Page」では、
更に新しくなり、ソフト名が変わっていました。


一方で、「計算化学演習メニュー」では、
　　一部の計算では研究室所有のWinMOPAC（ver.2.0，富士通）を用いています。
とありますね。

また、「[PDF] 39 化学分野「分子軌道法入門」」には、
　　本校のSSH事業では、理系全員を対象にして行う形式を基本としている。
　　そのため、・・・・・
　　それなりの解説書があった上で生徒が自宅のＰＣで自由に計算ができるように
　　するためには、ブルーバックスの「実践　量子化学入門（平山令明著）」に
　　添付されている WinMOPAC を利用することがベストであるとの結論に達した。
とあります。（この「本校」とは、高等学校？ 大学？）

さらには、「大学院演習」なるページもありました。
中に、
　　資料 WinMOPAC3.0の使い方
と云う項がありました。


話しが脱線しましたが、
体系立てて、勉強をしてみようと思いました。

と云うことで、化学部 部活３０日目終了です。　　



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