数学近似计算在化工中应用（近似数的计算方法）
本文目录一览：
- 1、十九世纪数学方法的应用在化学领域仅限于简单计算对吗
- 2、请问matlab在工程数学上有哪些应用，工程数学在化工方面又有哪些应用？
- 3、高等数学在化学中的应用
- 4、求文献 计算化学在应用化学中的应用
- 5、计算机在化学中的应用
十九世纪数学方法的应用在化学领域仅限于简单计算对吗
计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。计算机的主要应用领域如下：
1.科学计算(或数值计算)
科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中，科学计算问题是大量的和复杂的。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力，可以实现人工无法解决的各种科学计算问题。
例如，建筑设计中为了确定构件尺寸，通过弹性力学导出一系列复杂方程，长期以来由于计算方法跟不上而一直无法求解。而计算机不但能求解这类方程，并且引起弹性理论上的一次突破，出现了有限单元法。
2.数据处理(或信息处理)
数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。据统计，80％以上的计算机主要用于数据处理，这类工作量大面宽，决定了计算机应用的主导方向。
数据处理从简单到复杂已经历了三个发展阶段，它们是：
①电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),它是以文件系统为手段，实现一个部门内的单项管理。
②管理信息系统(Management Information System,简称MIS),它是以数据库技术为工具，实现一个部门的全面管理，以提高工作效率。
③决策支持系统(Decision Support System,简称DSS),它是以数据库、模型库和方法库为基础，帮助管理决策者提高决策水平，改善运营策略的正确性与有效性。
目前，数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等等各行各业。信息正在形成独立的产业，多媒体技术使信息展现在人们面前的不仅是数字和文字，也有声情并茂的声音和图像信息。
3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)
计算机辅助技术包括CAD、CAM和CAI等。
⑴计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)
计算机辅助设计是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品设计，以实现最佳设计效果的一种技术。它已广泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建筑和轻工等领域。例如，在电子计算机的设计过程中，利用CAD技术进行体系结构模拟、逻辑模拟、插件划分、自动布线等，从而大大提高了设计工作的自动化程度。又如，在建筑设计过程中，可以利用CAD技术进行力学计算、结构计算、绘制建筑图纸等，这样不但提高了设计速度，而且可以大大提高设计质量。
⑵计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)
计算机辅助制造是利用计算机系统进行生产设备的管理、控制和操作的过程。例如，在产品的制造过程中，用计算机控制机器的运行，处理生产过程中所需的数据，控制和处理材料的流动以及对产品进行检测等。使用CAM技术可以提高产品质量，降低成本，缩短生产周期，提高生产率和改善劳动条件。
将CAD和CAM技术集成，实现设计生产自动化，这种技术被称为计算机集成制造系统(CIMS)。它的实现将真正做到无人化工厂(或车间)。
⑶计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI)
计算机辅助教学是利用计算机系统使用课件来进行教学。课件可以用著作工具或高级语言来开发制作，它能引导学生循环渐进地学习，使学生轻松自如地从课件中学到所需要的知识。CAI的主要特色是交互教育、个别指导和因人施教。
4.过程控制(或实时控制)
过程控制是利用计算机及时采集检测数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。因此，计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等部门得到广泛的应用。
例如，在汽车工业方面，利用计算机控制机床、控制整个装配流水线，不仅可以实现精度要求高、形状复杂的零件加工自动化，而且可以使整个车间或工厂实现自动化。
5.人工智能(或智能模拟)
人工智能(Artificial Intelligence)是计算机模拟人类的智能活动，诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。现在人工智能的研究已取得不少成果，有些已开始走向实用阶段。例如，能模拟高水平医学专家进行疾病诊疗的专家系统，具有一定思维能力的智能机器人等等。
6.网络应用
计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。计算机网络的建立，不仅解决了一个单位、一个地区、一个国家中计算机与计算机之间的通讯，各种软、硬件资源的共享，也大大促进了国际间的文字、图像、视频和声音等各类数据的传输与处理。
请问matlab在工程数学上有哪些应用，工程数学在化工方面又有哪些应用？
嗯，基本上工程数学计算都是用matlab, fortran这些软件，各方面应用都有，信号，辨识，建模，控制，仿真，优化，等等等等。。。只要接触工程数学，低级的可能用不到，但高级的都绕不过matlab,当然也有人嫌它贵，用fortran, C/C++之类的来进行计算，但本质是一样的。
化工方面主要就是建模，预测，调节，控制，之类的咯~~当然也包括仿真和优化~~~~据我所知化工方面用得最多的就是MPC吧，Model Predictive Control
高等数学在化学中的应用
在计算化学中有很广泛的应用
统计力学里面全是高树的基础
量子化学的方程全是靠算积分和矩阵解的
分子力学里面全是基于牛顿力学的高等数学方程
还有物理化学中也有广泛应用
比如化学热力学
化学动力学
表面化学
中很多公式的退到
求文献 计算化学在应用化学中的应用
图形计算器及其探头早在上世纪80年代就已在国外(尤其是美国)的中学理科教学中得到广泛的应用,国内的应用则是从上世纪末开始的.在众多的品牌中,美国TI(Texas Instruments)公司的TI系列图形计算器是历史最悠久,影响最大的.TI系列图形计算器不仅具有强大的数学功能,由于它能连接CBL(Calculator Based Laboratory),即基于图形计算器的实验系统,使它在化学中具有非常广阔的应用前景.利用连接在CBL上的各种探头,可以方便地测得各种需要的实验数据.CBL及探头的控制可通过图形计算器的编程实现,图形计算器同时也起到了数据的存储,分析,处理及图像的绘制作用.控制CBL的图形计算器的程序可以自己编制,也可以从TI公司的配套光盘或其网站()上获取.实际上通过TI公司提供的chembio系列程序,完全可以解决与化学,生物有关的众多实验,而无需自己编程.可与CBL连接的探头的种类相当丰富,包括:电流,电压,温度,光强度,pH,电导率,吸光度,溶解氧,二氧化碳,气体压强以及包括Ca2+,NH4+等离子在内的各种离子选择性探头等,而且精度较高,可以很好地满足中学阶段的教学需要.另外这套系统便于携带,可以装在一个小塑料箱中,方便地带到课堂或实验室以外进行使用.
二,应用图形计算器及其探头改造当前中学化学教学的内容
图形计算器及其探头的引入,打破了以往教学中的许多限制因素,有利于我们更好地改造现有的化学教学内容.
1.应用图形计算器及其探头可以使中学化学实验实现由定性到定量的飞跃
以前,定量的实验在中学阶段很少,原因主要有二条,一是定量实验对实验设备的要求很高,很难找到一套适合装备中学实验室,功能强大,使用方便而又相对价廉的实验仪器;二是如果选用传统的定量实验手段,将大大延长实验时间,这与中学阶段的化学学科的课时安排有很大的矛盾.图形计算器及其探头可以较好地解决这些问题.用pH探头可以在十几秒钟内就测出溶液的pH,而且可以精确到小数点后两位,这样学生完全可以在课堂中测量雨水样品的pH进而判断它们是否是酸雨.过去在进行"强弱电解质"的教学时,往往要做导电性比较的演示实验,通过灯泡的明暗程度来判断电解质的相对强弱.而事实上由于各种各样的因素,灯泡明暗的差别并不一定明显,使实验效果大受影响.如果这时使用电导率探头,精确的电导率读数会清楚地说明问题.
在中学阶段引入定量的内容,其目的之一是为了更好,更高效地把教学中的重点,难点讲透.可能不少老师都曾面对学生提出的这样的问题:"为什么在用氢氧化钠溶液滴定盐酸时,当酚酞指示剂变浅红时,就达到滴定终点了呢(氢氧化钠溶液与盐酸恰好完全反应的pH应该是7,而酚酞变浅红的pH范围为8～10) 不是明明已经过头了吗 "由于这个问题涉及到滴定突跃的问题,要既快又好地给学生解释清楚还真不好办.这时可以使用pH探头,将滴定过程中的一系列pH传入图形计算器,通过图形计算器的绘图功能就可以迅速得到一条滴定曲线,然后再继续给学生讲解最后一滴氢氧化钠溶液对pH的影响.这样就避开了繁琐的推理,也没有给学生提出更多的知识要求,但却很有说服力(因为是通过真实的实验).
其实,有了图形计算器及其探头,我们完全可以在中学阶段引入更多的定量内容,使化学教学的内容更加丰富多彩,更加有利于学生全面素质的提高.例如:我们可以用吸光度探头测量蓝色的硫酸铜溶液的浓度,用电导率探头测量无色的氯化钠溶液的浓度,用电压探头测量原电池的电动势,用温度探头测量反应的热效应,用离子选择性电极研究水的硬度……并且所测得的数据可以即时传入图形计算器进行处理和分析,这与其他单一的测量仪器(如分光光度计,电导率仪等)相比,无论在经济角度还是功能角度都具有很大的优越性.
2.以图形计算器及其探头为工具可以在化学教学中加强各学科的渗透
就图形计算器本身而言,它是主要为数学的需要设计的,具有强大的数据储存,分析处理,图像绘制等功能.我们将其用于化学的教学,就是对学生在化学学习中充分运用数学工具的良好示范.学生在教师的引导下,用平均,回归等统计手段解决化学问题的同时,也更加巩固了所学的数学知识,理解了学好数学的重要意义.
在化学实验中所需要测量的各种量,有许多是和物理学密切相关的,如电压,光强度,温度等.另外,图形计算器及其探头本身就含有许多物理学(尤其是电子学)的原理.理解和掌握这些基本的物理学原理,是用好图形计算器及其探头,做好定量化学实验的重要基础.在使用探头的过程中,很多操作要求,注意事项就是和它的物理或化学原理紧密相关的.
图形计算器及其探头还是双语教学的良好载体.由于目前图形计算器及其探头大多是像TI,CASIO,VERNIER等国外的品牌,其配套的说明书及相关的使用资料往往是英文的,其中有有关化学,数学,物理等各方面的专业词汇.这就给我们进行双语教学提供了良好的机会,学生把双语的学习融入了应用的背景,双语的学习就不再枯燥,不再是负担.学生双语学习能力的不断提高,最终必然会拓宽他们学习化学知识的渠道.
另外,在应用溶解氧,二氧化碳,氧气,PO43-离子等探头时往往还会涉及温室效应,水体的富营养化等生命与环境科学的内容;在计算器与计算机数据交换或应用计算器的编程功能解决数据采集和分析问题时,又会涉及到有关计算机的知识……所有这些,都要求学生在学习化学时,不能只把眼光只放这一门学科上,而应该综合运用各科知识.这样,不仅可以把化学学得更好,也有利于其他各科的学习.
3.应用图形计算器及其探头开展研究性学习
化学研究性学习很多会涉及到量的问题,图形计算器及其探头基本解决了由定性到定量的转变,极大地拓展了研究性学习的内容.同时,研究性学习开展不仅仅在课堂内,而应深入到学生的整个学习生活中,图形计算器及其探头的便携性为研究性学习走出课堂,走出校门提供了有力的保障.通过师生的共同实践,已经积累起一批将图形计算器及其探头应用于研究性学习的案例.如:"醋酸浓度越大,氢离子浓度越大吗 "(用到pH,电导率探头),"如何比较两种金属的活泼性 "(用到电压探头),"温度对盐类水解有什么影响 "(用到温度,pH,电导率探头),"缓冲溶液是怎样维持pH的 "(用到pH探头),"游泳池中的余氯含量符合要求吗 "(用到吸光度探头)……学生以原来的化学知识为基础,通过主动探究的方式去获得新的知识,不仅可以获得更加牢固的学科知识,而且习得了获取知识的方法,培养了不畏权威,实事求是的科学态度.这些比知识本身更有意义.
三,应用图形计算器及其探头对中学化学的教学目标的影响
教学技术与手段的进步,不仅可以引入新的教学内容,还对化学教学提出了新的目标与要求.图形计算器及其探头的使用将使以下的教学目标得到重点体现与贯彻:
1.加强实事求是,认真踏实的科学作风的培养
定量实验的引入,对一丝不苟,实事求是的科学精神的培养提出了更高的要求.只要操作上稍不规范,就会产生结果偏差很大或损坏仪器等不良后果,许多在原来的定性实验中体现不出的问题,现在会暴露无遗,这正是我们对学生进行良好的科学作风教育的最佳机会.把握好这样的机会,在学生实验操作和实验结果明显进步的同时,他们的整体科学素养也会得到提高.
2.培养学生用科学的方法思考问题,处理问题
在应用图形计算器及其探头的过程中,会遇到很多有关科学方法的问题.例如:在用吸光度探头或电导率探头测定某些未知溶液浓度的时候,经常会用到工作曲线的方法;在用吸光度探头时,又会用到参比溶液;在进行研究性学习时,也常会碰到同时会有几个因素会影响最后的结果,这时就需要有一个控制变量的思想,即在研究一个变量对结果的影响时,控制其他的变量不变,这样逐一研究,就可以分别知道每一变量对结果的作用.类似上述的方法,都应在教学过程中得到充分重视.
3.培养学生选择与使用适当的工具解决问题的能力
纵观百年诺贝尔化学奖的获奖史,阿斯顿因利用质谱仪发现了大量非放射性元素的同位素而获得1922年的诺贝尔化学奖;利比因在考古学,地质学,地球物理和其他科学分支中用14C来测定年代的方法而获1960年的诺贝尔化学奖;霍奇金因用X射线技术测定了重要生物化学物质的结构而获1964年的诺贝尔化学奖……许多重大的科技进步都离不开工具的发明与使用,由此可见从小培养学生运用适当工具解决实际问题的能力的重要性.除了像数学,计算机,英语这样的工具学科,图形计算器及其探头也给学生提供了很好的发现,熟悉,使用工具的仿真环境.随着科学技术的不断发展,新的生产工具不断地涌现,并且更新的速度越来越快,作为新世纪的工作者,必须能适应这种高速的发展,有能力在众多的选择中挑选出自己需要的,并且迅速适应,灵活应用.而这一切,都必须从学生就开始培养起.
四,几种将图形计算器及其探头应用于化学教学实践的形式
1.应用于教师演示
由于用图形计算器及其探头测量数据,绘制曲线具有精确,快捷的特点,因此非常适合于在课堂教学中的教师演示实验.精确完整的数据,直观的图像使得原来没法对学生讲或讲不清楚的内容也能让学生理解,讲解的时间也大大缩短,课堂教学的效率自然就提高了.前面讲到的有关中和滴定中滴定终点问题的教学处理就是一个很好的例子.类似的实例还有强弱电解质的导电性演示实验(利用电导率数据);某些化学反应吸热或放热问题(利用温度变化曲线)等.通过这样的途经,可以很好地解决教学中的重点或难点.需要注意的是在演示过程中,不仅要引导学生仔细观察,还要重视学生的处理数据,分析数据以及读图等方面能力的培养.
2.应用于验证性的学生实验
在课堂教学中,当教师讲授完一定的知识点后,如果能及时给学生动手操作的机会,对所学的知识加以验证,可以激发起学生的学习动机,加强学习的主动性和积极性.最终学生不仅可以提高实验操作技能,还更加深刻地理解和掌握了相关的知识.这样授课的效果往往比单纯的教师讲解好得多,因为它来自于学生亲身体验的实验事实.图形计算器及其探头的优点,保障了这种教学形式的可行性,有些地方甚至还起到了传统的中学化学实验手段不可替代的作用.例如:在讲授温度对醋酸这样的弱电解质的电离度的影响时,教师可以不从电离的热效应以及平衡的移动规律着手讲解,而先让学生用图形计算器及探头进行实验.在CBL上同时连接温度和电导率两个探头,即可在醋酸溶液加热升温的过程中,在图形计算器中得到一个电导率—温度曲线,从曲线的走势便可很快得出正确的结论(事实上由于溶液的电导率和电导率探头本身都会受温度的影响,所以应选用一个和原醋酸溶液具有相同电导率的盐酸溶液作对比).然后教师就可以组织学生来进一步从理论上解释实验的结论.
在这种教学形式中,教师应该注意学生实验过程中各种问题的发现和及时解决,实验后师生间,学生和学生间的交流与讨论等.学生进行讨论的过程,也就是他们对知识深化理解,综合应用的过程.
3.应用于化学研究性学习
当研究性学习的内容涉及量的问题时,往往就可以考虑使用图形计算器及其探头了.研究内容的选择是研究性学习中非常关键的一步,它常来源于学生学习,生活的实践.例如:在冰醋酸加水的过程中,溶液的导电能力及pH的变化情况一直是学生学习中的一个难点,于是就有学生以"醋酸浓度越大,氢离子浓度越大吗 "为题展开了研究性学习,选题得到了辅导老师的赞赏与支持.于是他们就开始了研究的计划和各项准备工作,其中包括对图形计算器和探头的使用的学习.经过思考,他们决定选用pH探头,因为pH与[H+]有直接关系.但在实际操作中,他们发现pH探头不是一个符合这个实验要求的理想工具,在浓溶液中pH探头不够灵敏,几乎测不出微小变化且屏幕显示数据很不稳定,于是他们改用了电导率探头作为实验工具,因为对于醋酸溶液,氢离子浓度越大,电导率也越大,两者变化趋势一致,因此在图像Y轴中可以用电导率代替氢离子浓度出现.通过测量往冰醋酸中加水这一过程中的电导率值,他们得到了一条先升后降的曲线.他们于是开始讨论是什么因素造成了这样的曲线形状,后来又进一步讨论最低点的含义.最后他们不仅很好解释了曲线的升,降两段,而且给出了在电导率转折点时醋酸溶液的大致浓度.于是他们成了班里这一问题的"专家",其他同学碰到类似问题都会来向他们请教,因为他们的所能传递给同学的东西远胜于过去教师"电离为主,稀释为主"的空口讲解.
综上所述,图形计算器及其探头等现代教育技术的出现,使中学化学教学的目标,内容,实施等各个环节都面临着革新,如何把握新技术的机遇,迎接新技术的挑战,全面提高化学教学的质量,是我们每个化学教师都应关心和思考的问题,也需要我们在实践中进一步探索.
计算机在化学中的应用
计算机在化学中的应用
application of computers in chemistry
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按化学体系分类
计算机在分析化学中的应用
数据处理
条件预测
提高选择性
提高灵敏度
实现仪器自动化和智能化
计算机在有机化学中的应用
谱图检索
差谱技术
结构解析
合成路线设计
按计算机应用方法分类
数值计算
化学模似
实时控制
模式识别
数据库
专家系统━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
计算机是一种多功能的设备,可用于计算、拟合模拟、制表、绘图、选择、判别、存贮、检索、统计、管理、自动控制、人工智能、专家系统等方面。计算机在化学中的应用可从不同角度分类：按化学体系，可从解决化学各分支学科的问题分类；按应用方法，则是从计算机的功能应用来分类。
按化学体系分类
计算机在分析化学中的应用 简称计算分析，其内容有：
数据处理 利用一元统计，可对同一项目的若干次测量数据进行统计处理，计算置信区间、标准误差、变动系数等。利用二元统计，可以计算含量与滴定体积或浓度与吸光度之间的直线方程（线性回归法）。用程序型计算器也能迅速完成这些计算。
条件预测 根据溶液平衡原理，考虑副反应系数校正，形成精确的数学模型，可对化学分析条件进行预测，例如显色反应最合适的pH的预测、离子交换色谱法中淋洗液浓度和用量的预测等。在较复杂的情况下，可以利用计算数学方法。设有10种金属离子与10种络合剂共存，它们之间的竞争反应可用迭代法预测，计算机对每种络合物用迭代法处理，获得收敛结果的报出答案,迭代999次仍不收敛者弃去，总共不多于10万个数据的计算。按常法以每个数据平均费时6分钟计,一个人要三年半才能算完，用计算机处理不到 1小时可得出答案，为化学分析中哪种离子参加反应、哪些离子被掩蔽等条件，获得可靠的预测效果。
提高选择性 即准确测定指定的组分,消除干扰一般可概括为下列两种模型：①平衡模型，以各种平衡常数为依据,把共存的每种平衡都写成一个方程式,形成一组方程。在测得某些未知量之后，就可把被测物质的共存干扰物质的含量一起计算出来。这种模型适于处理化学分析问题，但受到平衡常数的精密度和高浓度溶液中活度校正的准确度的限制。②当量模型，以广义的当量关系，即测定信息与被测物含量的关系为依据。这些测定信息可以是滴定体积、沉淀重量、吸收、发射、电流、电压、波峰的高度或面积等。将它们组成方程组，可把多种组分的含量一起计算出来。这种模型适用于化学分析和各种仪器分析，准确度高于平衡模型，但也受到某些限制。
此外，国内还研究了在多波长光度法中用计算机选择波长对（或波长组），以及无机红外光谱等方法，来提高测定性质相近元素的选择性。
提高灵敏度 改善信噪比、提高分辨率，常采用数学方法，使原来测量不出来的量能被测出。其方法有累加平均法、导数光谱法、傅里叶变换法、信号相关法和卷积法等。
实现仪器自动化和智能化 仪器自动化发展迅速，内容包括数据采集（将仪器测得的模拟量通过模数转换电路转换为数字，以便计算机处理）、数据处理（自动记录、换算、校正、平滑）、自动控制（用程序控制进样、加液、升温、调节等操作），以及屏幕指导（操作人员不用带纸笔和操作规程,一切工作都由屏幕提示,人机对话，操作过程和结果都由机器打印记录）等。
仪器智能化是一个新的课题，是仪器自动化并配备专家系统的产物，其低级阶段是配备小型数据库，能选择实验条件，存贮、调用谱图等；其高级阶段是用专家系统指导人们工作，检查仪器，对操作人员辅导、答疑等。
计算机在有机化学中的应用 简称计算有机，其内容有：
谱图检索 物质的不同结构引起谱图上的不同特征。因此，谱图的检索就成为有机分析的重要手段，常用的有红外、核磁、质谱等谱图。例如，由实验测出未知物的红外谱图，把它和标准谱图对照，参照质谱数据求得分子量,就可求得未知物的组成和结构。但是,标准谱图数量太大,如果有18万张标准谱图，每2秒种翻阅1张,一个人要半个月才能翻完一遍，还谈不上思考和比较。若将谱图信息数字化，用计算机进行检索，就可以迅速指出实测谱图与哪一张标准谱图相同，或与哪几张标准谱图相似程度最大，这将为分析者提供解决问题的线索。
差谱技术 实测谱图的可靠性通常存在一些问题，如溶剂、基体的影响，共存物质的干扰等。一般试样本身就是未知物,欲将它提纯为纯化合物测谱是困难的,这就产生了差谱技术，即用差减的方法产生相应于纯化合物的谱图。
传统的差谱是用光学方法，如利用参比溶液。双光束补偿等方法，对于识别未知含量的干扰物质有困难。利用计算机执行差谱程序，可将干扰物质的标准谱图通过换算，与试样的谱图进行差减，达到扣除基体、数据平滑、多组分逐级差谱等效果，为有机物的成分、结构分析提供新的手段。
结构解析 1985年已知有机化合物约有600万种,但已见报道的谱图库收集的谱图一般少于20万种。可以预料，谱图检索是不能完全解决问题的。结构解析方法利用已有的光谱、波谱数据，由人工归纳出结构单元与谱图性质关系的“知识规则”，存入计算机，作为逻辑判断的标准。试样数据输入时，计算机推理判断，指出试样的结构的若干种可能方案。这种方法模拟了化学专家的智能，属于“化学专家系统”的研究。
结构解析的理想目标是结构自动分析，将未知物在红外光谱仪、核磁共振谱仪等几台仪器上同时测谱，所得数据联机送入计算机进行实时处理。在屏幕上显示出平面或立体结构图形，不过这种工作仅在小范围内实现，要处理天然有机化合物等复杂问题为时尚早。
合成路线设计 文献中已有大量有机合成路线，这是进行新物质合成的基础，但是人们难以全部掌握这样多的合成方法。利用数据库方法把已有合成路线存入计算机中，可从不同途径加以利用：①逆向追溯，提出欲合成某种目标物质时，机器从已有合成路线追溯，知道该物质可由A、B两物质在什么条件下合成；进一步追溯A可由C和D合成，B可由E和F合成，如此一直找到一些廉价易得的物质作为合成原料；②顺向预测，已有大批原料，让计算机判断用这些原料能合成什么有用物质；③途径选择，机器找出一批合成路线后，让机器从中选出最符合要求（例如:成本最低，产率最高，方法最简,污染最少）的合成路线。
按计算机应用方法分类
数值计算 主要是利用计算数学方法，对化学各专业的数学模型进行数值计算求解。例如量子化学、结构化学中的一些演绎性的计算分析化学中的条件预测化工中的各种应用计算等。
化学模拟 模似是计算机应用的重要方面，主要有：①数值模拟，例如，欲从工作曲线测量数据归纳成数学公式，可用曲线拟合法。这是较简单的模拟。有时用一种数值计算方法就能完成任务。②过程模拟，欲总结某一复杂过程的测试数据，形成整套的规律和数学模型时，可能涉及许多种数值模拟工作。过程模拟能预测反应效果，在生产中起重要指导作用。③实验模拟，例如，为了弄清几种参数（反应物浓度、温度、压力）对产量的影响，可在建立数学模型后，逐个改变参数，让机器回答其产量。这样,若干小时或若干天才能完成的实验,在计算机上用若干分钟就能得出结果。
模拟实验的另一种形式，是在屏幕上显示反应设备和反应现象的实体图形，或反应条件（数据）与反应结果(数据)的坐标图形。将一种操作方法或条件输入，屏幕上即显示相应的实验效果，通常用于计算机辅助教学中。
实时控制 即仪器联机和自动化。
模式识别 在化学中应用较广的是统计模式识别法。这是一种统计处理数据，按专业要求进行分类判别的方法，适于处理多因素的综合影响。例如，根据人的毛发、血、尿中微量元素含量诊断疾病，根据油田水的化学成分探测油矿，根据物性数据设计新的功能材料等。
数据库 数据库是一种综合服务性的软件工程。这里所谓数据是广义的。在化学数据库中,数据常数、谱图、文摘、操作规程、应用程序……都是“数据”。数据库能存贮大量信息，并可根据不同需要进行检索。研究者为了查明有关领域的国际现状，并在此水平上提高一步，通常要费大量劳动去查阅文献，常常要求涉及某几个关键词的文献，或某人在某年间的文献等。建成了化学文献库，在使用时可以任意指定领域、要求。在一、二小时内拿到全部打印资料，完成常人半年查阅文献的工作量。
专家系统 专家系统是数据库与人工智能结合的产物，它把“知识规则”作为程序，让机器模拟专家的分析、推理过程，达到用机器代替或部分代替专家的效果。具体例子有：①酸碱平衡专家系统，内容包括知识库和检索系统，提出问题时，机器自动查出数据，找到程序，进行计算、绘图、选择判断等处理，并用专业内行的语言回答问题，例如，任意溶液（包括任意种组分的混合溶液）的pH值计算，任意溶液用酸、碱进行滴定时操作规程的设计等。②定性分析专家系统，用帕斯卡语言编写了阳离子硫化氢系统和阴离子消去法系统，学生拿到未知试样，不用学习和查阅这种古老系统，只须按照机器提示的手续进行操作，所得现象再输入机器，如此逐步处理，就会得出“试样是什么化合物”的结论。
专家系统可以移植，利用一个专家系统的框架，改变其数据库、知识库内容，就可形成另一专业的专家系统。
专家系统有“学习”功能如果知识库不够全面,或形势发展、情况有变化,机器输出的答案不正确时,使用者可以随时按键纠正。机器“学习”了新的知识后，下次回答同样问题就不再出错。
专家系统是软件系统，可以复制交流。如果各单位根据自己的专长，设计相应的专家系统，则经过复制交流，每个单位都可掌握许多“专家”，形成强大的智力资源。
