CC BY
35
УДК 004.652.4:541.11:541.515
СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ ПО ЭНТАЛЬПИЯМ ОБРАЗОВАНИЯ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ
А.А.Репин*, Е.М.Чернова*, Ю.Д.Орлов*, В.В.Туровцев* **
ELECTRONIC DATABASE ON ENTHALPY OF FORMATION OF FREE RADICALS
A.A.Repin*, E.M.Chernova*, Y.D.Orlov*, V.V.Turovtsev***
*Тверской государственный университет, [email protected] **Тверская государственная медицинская академия
Создана интеллектуальная база данных по энтальпиям образования органических радикалов и энтальпиям разрыва связи в СУБД MySQL. База также содержит полные библиографические данные по каждой записи, указаны ошибки измерения и способ получения. Проведена экспертная оценка величин. Заложенные в базу данных процедуры дают возможность расчета новых значений свойств на основании имеющихся реперов.
Ключевые слова: базы данных, энтальпии образования, радикалы, энтальпии разрыва связи
The intellectual database on enthalpies of formation of organic radicals and bond dissociation enthalpies in MySQL is created. The database contains full bibliographic data on each record, some deviations of values and the method of obtaining. The expert assessment of enthalpies is carried out. The procedures put in the database give some possibilities for calculation of new values of properties on the basis of available reference points.
Keywords: database, enthalpy of formation, radicals, bond dissociation enthalpy
Современное развитие технологических процессов, фундаментальных и прикладных исследований в отраслях энергетики, химической технологии, медицине, экологии невозможно без обеспечения количественной информацией о свойствах отдельных веществ и композиций. Создание базы данных по энтальпиям образования свободных радикалов актуально, так как радикалы играют ключевую роль во многих технологических и биологических процессах. Однако высокая химическая активность радикалов осложняет определение их энтальпий с использованием экспериментальных методов. В таких областях основную роль играют теоретические подходы.
На протяжении многих лет нами ведется сбор, верификация и анализ данных по энтальпиям образования свободных радикалов [см. лит.]: поиск и обработка литературных значений, оценка по критерию
строгости, методу определения и возможной погрешности отобранных величин, а также расчет новых значений по верифицированным литературным значениям в рамках метода макроинкрементирования, аддитивно-группового подхода и соотношению:
D(R-Н) = ДН°^') + ДН°(Н) - А/Н°(ЯН), где D(R-Н) — энтальпия разрыва связи, ДН°^*), ДН°(Н), и АуН°(КН) — стандартные энтальпии образования свободного радикала, атома водорода и исходной молекулы.
В настоящее время проводятся работы по переносу имеющейся информации по энтальпиям образования свободных радикалов и энтальпиям разрыва связей в электронную базу данных. Ее инфологиче-ская схема приведена в виде ER-модели на рисунке.
В базе данных представлена информация о термодинамических характеристиках органических
^КюличесГво^
Вещество
1 <
1
\ М
Название вещества
С^Значение (^Точность (^^Температура
Метод
I (^^Статус^^
Примечание^^)
Схема электронной базы данных по энтальпиям образования свободных радикалов
соединений. Для представления химических структур введена сущность «Вещество», а для представления термодинамических свойств — сущность «Термодинамическая характеристика». Для представления структурных групп необходима сущность «Группа». Отображение библиографической информации выполняется посредством сущности «Литература». Эти сущности являются сильными, т.е. данные, представленные в них, являются основополагающими и не зависят от других сущностей. Числовые значения определенных характеристик конкретного химического вещества представляются с помощью сущности «Характеристика вещества», которая является слабой сущностью. Вклад (инкремент), вносимый структурной группой в термодинамические свойства, также будет определяться слабой сущностью «Вклад». Сущности «Группа» и «Вещество» связаны связью «Групповой состав», в которой указываются структурные группы и их количество в химическом соединении. Эта связь имеет тип «многие ко многим», потому что вещество представляется различными структурными группами, а одна структурная группа может входить в различные вещества. Сущности «Вещество», «Термодинамическая характеристика» и «Литература» связаны со слабой сущностью «Характеристика вещества» поддерживающими связями типа «один ко многим». Сильные сущности «Группа» и «Термодинамическая характеристика» связаны посредством поддерживающих связей со слабой сущностью «Вклад» типа «один ко многим». Таким образом, значение вклада одной структурной группы в определенную термодинамическую характеристику должно быть единственным. Но это значение необходимо характеризовать источником его получения, поэтому между слабой сущностью «Вклад» и сильной сущностью «Литература» установлена связь «Вклад получен из» типа «один ко многим».
Сущность «Вещество» имеет следующие свойства:
■ #Вещества — уникальный идентификатор химического соединения, являющийся первичным ключом;
■ Брутто-формула;
■ Структурная информация.
Брутто-формула дает информацию о элементном составе химического соединения и позволяет осуществлять поиск соединений по ней. Структурная информация позволяет находить вещества по структурным данным как в непосредственном поиске по ним, так и в автоматическом режиме определения полученного соединения. Для выполнения поиска по названию необходимо введение новой сущности, так как на практике многие органические соединения помимо номенклатурных названий дополнительно имеют общепризнанные названия, которые мы называет синонимами. В результате нами была введена новая слабая сущность «Название вещества», которая имеет два свойства:
■ Название вещества — уникальное имя химического соединения, являющееся первичным ключом;
■ Синоним? — логическое свойство, показывающее является данное название номенклатурным или нет.
Сущность «Вещество» и слабая сущность «Название вещества» имеют поддерживающую связь типа «один ко многим».
Для определения группового состава органического соединения устанавливается связь «Групповой состав» между сущностями «Вещество» и «Группа» типа «многие ко многим», потому что в одном веществе может присутствовать несколько групп, а одна и та же группа — в нескольких веществах. Данная связь обладает свойством Количество, которое показывает число каждой структурной группы в конкретном веществе.
Сущность «Термодинамическая характеристика» имеет следующие свойства:
■ #Характеристики — уникальный идентификатор термодинамической характеристики, являющийся первичным ключом;
■ Название характеристики — уникальное имя термодинамической характеристики;
■ Символ — символьное представление термодинамической характеристики;
■ Единица измерения — это свойство показывает единицу измерения, в которой представлены численные данные для данной термодинамической характеристики.
Следующая сущность «Характеристика вещества» является слабой. Сильные сущности «Вещество», «Термодинамическая характеристика» и «Литература» образуют с ней поддерживающие связи. Это объясняется тем, что численная информация, представляемая данной сущностью, определяется химическим соединением и термодинамической характеристикой, которая может быть отличной для одной и той же характеристики одного и того же вещества, так как получена в результате разных экспериментов, и, следовательно, из различных литературных источников. Сущность «Характеристика вещества» имеет следующие свойства:
■ Значение;
■ Точность;
■ Температура;
■ Статус;
■ Метод;
■ Примечание.
Сущность «Литература» имеет свойства:
■ #Литературы — уникальный идентификатор литературной ссылки, являющийся первичным ключом;
■ Текст ссылки — стандартная библиографическая ссылка, являющаяся уникальной;
■ Название — название статьи или монографии;
■ Год — год издания.
Свойство Текст ссылки дает информацию о литературном источнике численных данных. Свойства Название и Год необходимы для осуществления поиска информации по названию статьи или монографии и году издания. Так как у литературного источника может быть несколько авторов и один и тот же автор представлять разные источники, они представляются отдельной сущностью «Автор», свойства которой представляют имя, отчество и фамилию автора, а также уникальный идентификатор #Автора,
который является первичным ключом. Свойства Имя, Фамилия и Отчество в совокупности должны быть уникальными. Сущности «Литература» и «Автор» объединены связью «<Авторы литературы» типа «многие ко многим», имеющей свойство Порядковый номер и указывающей очередность следования авторов. Сущность «Журнал» определяется свойствами #Журнал и Название журнала. Первое свойство является первичным ключом, а второе должно быть уникальным. Сущности «Журнал» и «Литература» имеют связь «Статья из» типа «один ко многим».
Представленная ER-модель реализована на СУБД MySQL. Указанная база данных позволяет не только хранить и анализировать имеющийся фонд
энтальпий образования, но и проводить по требованию пользователя расчеты новых, отсутствующих в литературе значений.
Репин А.А., Туровцев В.В., Орлов Ю.Д. Разработка автоматизированной базы термодинамических данных с элементами искусственного интеллекта // Программные продукты и системы. 2002. №>3. С.34-38.
Bibliography (Transliterated)
Repin A.A., Turovtsev V.V., Orlov Iu.D. Razrabotka avtomati-zirovannoi bazy termodinamicheskikh dannykh s elementami is-kusstvennogo intellekta // Programmnye produkty i sistemy. 2002. №3. S.34-38.
