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化學資訊來源/物理性質搜尋

來自華夏公益教科書

尋找化學和物理性質資料曾經需要翻閱大量的手冊、詞典和專著。越來越多的主要資源被轉換為線上版本。許多圖書館都有許可權訪問,使讀者能夠相對輕鬆地利用這些龐大的經過評估、可靠的資料集。但是,其中許多非常昂貴,因此規模較小的機構可能無法訪問。幸運的是,現在有一些優秀的免費資料集合,很容易獲得。

資料搜尋可以分為四個步驟。第一步是嘗試在這些免費集合中找到所需的屬性。如果失敗,那麼許多小型資料集合通常以印刷或線上訂閱資料庫的形式在許多圖書館中提供。圖書館目錄或各種線上指南可以幫助您找到這些資源。接下來,還有大型資料集合,以印刷或線上形式提供,但普及程度較低。最後,可以使用資料庫(例如透過 SciFinder 或 STN International 介面的化學文摘、由工程技術學會發布並在多個搜尋系統上提供的 INSPEC、來自 Elsevier 的 Compendex(工程索引)或 Google Scholar)來搜尋一般文獻。只有最後一個數據庫是免費提供的。

如果您對開始進行屬性搜尋感到不知所措,那麼有一些優秀的網站可以幫助您入門。一個例子是德克薩斯大學圖書館的 ‘’查詢熱力學和物理性質資料’’。與其他圖書館提供的資源列表不同,其中一些將在下面提到,而這個列表是該流程的摘要,其中包含建議,甚至還有教程來幫助您入門。

第一步:通用資源:免費提供

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美國國家標準與技術研究院資料庫

任何關於資料的討論都必須包括美國國家標準與技術研究院 (NIST),這個聯邦機構負責開發和應用技術、測量和標準。1963 年,美國國家標準參考資料系統 (NSRDS) 成立,由美國國家標準局(現為 NIST)協調。其目的是提供對經過嚴格評估和整理的定量物理資料的最佳訪問。該專案分為七個領域,包括:核性質、原子和分子性質、固態性質、熱力學和輸運性質、化學動力學、膠體和表面性質以及材料的機械性質。NSRDS 的成果包括專著、活頁彙編和計算機磁帶。大多數專著都可以在 NIST 的網站上獲得。NIST 提供了大量免費的基於網路的資料庫,可以透過 NIST 閘道器 訪問。這些資料庫提供了對 NIST 科學和技術資料的輕鬆訪問,涵蓋了各種物質和性質,包括:溶解度、動力學、光譜和熱力學。

NIST 化學網路手冊

這些資料庫中最著名的也許是化學網路手冊,它提供了對標準參考資料計劃和其他貢獻者收集的化學和物理性質資料的輕鬆訪問。使用者可以透過化學式、化學名稱、CAS 登記號、分子量、化學結構和其他概念(如質子親和力)和反應來搜尋化學物質。可獲得的資料包括氣相和凝聚相熱化學、相變;反應熱化學;氣相離子能;離子簇;紅外、質譜、紫外/可見、振動和電子光譜;雙原子分子常數;以及亨利定律。大多數資料以表格形式顯示,某些資料型別可提供圖形檢視。所有性質和收集技術都經過了廣泛的參考。《NIST 化學網路手冊指南》由 Peter J. Linstrom 撰寫,包含有關搜尋型別和資料展示的詳細資料。

其他有用的 NIST 資料庫包括

免費 Knovel 資料庫

Knovel 提供大量的手冊、專著、專著和資料庫,將技術資訊與分析和搜尋工具整合在一起。大多數都是基於訂閱的,但是,有一些關鍵的資料庫是免費提供給學術機構的。

《數值資料物理化學技術國際臨界表》(第一電子版)

這份經典而著名的參考資料最初於 1926 年至 1930 年間出版,共 7 卷,供美國國家研究委員會使用。它包含了大量關於無機和有機化合物以及純物質的關鍵資料。它以物理、熱力學、機械和其他關鍵性質為特色,是化學、物理和工程領域從業者使用的主要參考來源。

2003 年,Knovel 對這份出版物進行了數字化,使其成為可全文搜尋的電子格式,便於使用者訪問資料。7 張最重要的表格被設計為互動式表格,以提高可搜尋性和使用者友好性。

互動式表格包括

  • 化學化合物(無機):B 表
  • 化學化合物(有機):C 表
  • 液晶錶
  • 建築石材表
  • 純糖和糖衍生物的旋光度和熔點表
  • 某些純液體的表面張力資料(0 至 360°)
  • 所有型別溶液在所有溫度下的表面張力資料表
  • 有機物質的溶解熱表
  • 純非金屬液體電導率表
  • 純液體的粘度表。

Knovel 臨界表 第二版

KCT 包含常用化學化合物的物理性質表。第一版包含 6000 種化合物,第二版擴充套件到 13000 多種。每個表格都是完全互動式的,可以透過關鍵字和數值屬性值進行搜尋。熱力學表格具有方程式繪圖器,可以圖形化地表示溫度相關關係,並允許輕鬆計算和繪製性質。這份重要的互動式 Knovel 參考資料包含物理、溶劑和熱力學性質表。僅物理性質表就包含 21000 多種無機和有機化合物以及純物質。溶劑性質表包含 385 種常用溶劑的資料,熱力學性質表包含 15000 多種化合物的資料。此外,幾個表格使用互動式方程式繪圖器來繪製熱力學性質隨溫度的變化圖。

資料來源:這些資訊是從公開可用的網際網路來源和非版權出版物中收集的。Knovel 的內部科學人員對資料進行了審查。如果同一化合物和/或同一性質的值之間存在差異,則對值進行平均或建立範圍。

史密森物理表 第 9 版修訂版

最初於 1954 年由史密森學會出版社出版,這份經典的參考資料包含 901 張常用物理和化學資料表。提供的資訊範圍廣泛。它對科學家和工程師具有普遍意義,尤其是對那些從事更廣義的物理學研究的人員而言。2003 年,Knovel 對這份出版物進行了數字化,使其成為可全文搜尋的電子格式,便於使用者訪問資料。

其他資料庫

MatMatch

Matmatch 是一個線上平臺,幫助產品設計師和工程師找到、評估和採購材料。該平臺擁有一個免費的包含超過 80000 種材料的資料庫、直觀的搜尋工具和供應商列表。

MatWeb

MatWeb 是一個可搜尋的資料庫,包含超過 86000 種材料的性質。有幾個線上工具可用,包括度量單位轉換器、重量和慣性矩計算器以及金屬和塑膠硬度轉換器。該資料庫包含由製造商和經銷商提供的資料和規格表。

有三種類型的搜尋:定量、分類和文字。

定量搜尋允許您選擇材料類別(可選),然後從下拉選單中選擇最多三種屬性,或者選擇合金類別,然後從下拉選單中選擇最多三種材料成分。要進行高階搜尋,您需要註冊。

要進行分類搜尋,您可以從列表中選擇材料類別,也可以透過鍵入文字術語來選擇。您也可以按商品名稱和製造商進行搜尋。

所有搜尋的結果都是一個頁面,其中包含各種資訊,包括物理、機械、電氣、熱和加工特性、材料說明以及供應商列表。可用資料量取決於經銷商/製造商提供的資料。

ChemSpider

ChemSpider 是一個免費的化學資料庫,由英國皇家化學學會贊助。截至 2014 年 1 月,它可以訪問超過 2900 萬種結構,可以透過名稱或結構進行搜尋,以查詢性質、光譜、供應商和文獻引用,以及替代名稱、SMILES 和 InChIs。

實驗性質和計算性質均可用,包括標準性質,如比重;熔點、沸點和閃點;折射率和溶解度;以及外觀、穩定性、毒性和安全資料。光譜也可以獲得。

ChemIDPlus

ChemIDplus 是美國國立醫學圖書館提供的一個免費資料庫,包含 350,000 種化學物質。記錄包括名稱、同義詞、CAS 號、分子式、性質以及指向生物醫學資源的直接連結。ChemIDplus 可以透過名稱、分子量或性質範圍以及結構進行搜尋。

第二步:通用資源:訂閱

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許多較小的手冊和資料庫是大家熟知的,並且廣泛可用,雖然不是免費的,但如果免費資源無法提供所需資訊,這些資源就可以派上用場。許多手冊都有印刷版。

CRC 化學和物理手冊

經典的 CRC 手冊仍然以印刷形式出版,但現在也以 CDROM 和網路形式出版。除了大家熟悉的目錄或索引之外,線上版本還可以使用基本的關鍵字搜尋或結構/屬性搜尋進行搜尋。資料可以顯示為靜態 pdf 或互動式表格,可以對這些表格進行排序、列印和/或匯出。搜尋幫助可以輕鬆地從目錄視窗訪問。線上版本只包含最新版本的表格,儘管它包含指向早期版本中已停產表格的連結。

CHEMnetBASE

Chapman & Hall 公司最初出版了一系列以“...... 詞典”開頭的印刷和 CD-ROM 產品。這些作品實際上是資料彙編或更大的手冊。資訊包括關於化學、物理和生物性質化合物的描述性資料和數值資料;化合物的系統名稱和通用名稱;文獻參考;結構圖及其相關的連線表。特別是“有機化合物詞典”的顯著特點是物質的結構描述以及衍生物的性質,以及對化合物合成、光譜等的原始文獻的引用。這些現在可以從 CRC CHEMnetBase 線上獲取。所有詞典都可以在一個數據庫中使用,即“綜合化學詞典”,涵蓋以下內容:

  • 分析試劑詞典 (14,000 種化合物)
  • 碳水化合物詞典 (24,000 種化合物)
  • 藥物詞典 (50,000 種化合物)
  • 無機和有機金屬化合物詞典 (106,000 種化合物)
  • 天然產物詞典 (226,000 種化合物)
  • 有機化合物詞典 (292,000 種化合物)

一般來說,CCD 包含以下化合物:結構簡單的基本有機和無機化合物,包括元素、無機二元和三元化合物(氫化物、鹵化物、氧化物、硫化物);幾乎所有已知的天然產物,包括結構未知的天然產物;所有目前上市的藥物,包括所有列在通用名稱彙編中的藥物;具有既定用途的化合物,如催化劑、溶劑、起始原料、合成試劑、分析試劑;重要的配位化合物,例如胺類、膦類、烷氧基絡合物和主要已知的生物無機化合物;代表所有重要結構型別的有機金屬化合物(在具有有機取代基的配體的情況下,通常是每個系列的母體成員,如果已知,連同選定的同系物);重要的生化物質和礦物質;以及由於其化學、結構或生物性質而特別重要的其他化合物,包括許多新合成的具有活躍研究興趣的化合物。

CHEMnetBASE 中包含的其他資料庫包括

  • 有機化合物性質,這是《有機化合物性質手冊》的線上版本,該資料庫涵蓋了 27,000 多種有機化合物,可以按結構進行搜尋。除了印刷版之外,還提供 CD 版。
  • 聚合物:一個性質資料庫,它提供了關於 900 多種聚合物的科學和商業資訊。包括材料類別和聚合物型別資訊,以及各種性質,如容積和量熱性質、表面和溶解性、傳輸、機械、電氣、光學和穩定性。

默克索引 (默克雪蘭諾/英國皇家化學會)

印刷版的默克索引,現在是第 15 版,仍然在許多圖書館和實驗室中可以使用。線上版本可以透過資料庫供應商(如 Dialog)、聚合器(如 Knovel)以及其他公司(如 CambridgeSoft)獲取。英國皇家化學會是新版印刷版的出版商,也是線上版本在美國和加拿大的授權提供商。雖然默克的重點是醫藥領域,但它還涵蓋了許多其他生物活性化合物和重要的工業化合物,包括

  • 人用藥和獸用藥
  • 生物技術藥物和單克隆抗體
  • 用於醫學成像的物質
  • 生物製品和天然產物
  • 植物和草藥
  • 農業化學品(包括殺蟲劑和除草劑)
  • 商業和研究中使用的有機和無機化學品
  • 實驗室試劑和催化劑
  • 染料、顏料和指示劑
  • 環境重要物質

線上版本可以透過名稱、CAS 登記號、分子式和分子量以及其他功能進行搜尋。Knovel 和 Cambridgesoft 版本也可以透過結構進行搜尋。

Knovel

Knovel 是一個基於網路的應用程式,將技術資訊與分析和搜尋工具整合在一起。Knovel 的三個關鍵要素——經過驗證的內容、最佳化的搜尋和資料分析工具——使研究人員不僅可以輕鬆找到相關資料,還可以分析、記錄並將這些資料融入日常工作。該資源是一個可搜尋的資料庫,包含來自 70 多家科學和工程出版商(包括 26 個主題領域的領先學會)的數千本手冊和參考資源。雖然工程,更普遍地說,應用科學是 Knovel 的主要關注點,但也包括:生物化學、生物學和生物技術;化學和化工;食品科學;奈米技術;製藥、化妝品和洗滌用品;以及紡織品。Knovel 的獨特方法提供了許多優勢,包括以下這些功能:

  • 獨特的搜尋功能——快速訪問相關可靠的技術內容
  • 互動式工具——互動式圖形、表格和方程式為您提供獨特的教學和學習機會

注意:在過去幾年裡,一些主要的出版商,特別是 Wiley、Springer 和 McGraw-Hill,選擇從 Knowel 中撤回他們的內容,更傾向於在他們自己的平臺上提供這些內容。例如,170 本 McGraw-Hill 手冊被撤回,訪問權轉移到 McGraw-Hill 自己的平臺 Access Engineering 上。其中包括一些經典的資源,例如 Perry 的化工工程師手冊、Lange 的化學手冊和化學性質手冊。然而,Knovel 一直積極尋求從其他出版商那裡獲得替代內容,儘可能地做到這一點。

Knovel 繼續提供許多寶貴的資料來源,包括

  • 物理性質設計研究所的 DIPPR 專案 801
  • 聚合物手冊
  • 聚合物資料手冊
  • 來自大型 Landolt-Bornstein 表格的幾卷
  • 默克索引

訂閱者可以選擇所有標題、部分主題領域或單個標題,因此並非所有訂閱機構都可以訪問所有相同資源。

印刷手冊和論著

除了上面提到的與線上版本相結合的一些印刷資源之外,還有許多其他單卷和多卷手冊和論著。這些可以透過在圖書館目錄中搜索標題或透過搜尋所需屬性加上子標題(如表格或手冊)來找到。還有一些由大學圖書館編制的性質指南。一些代表性的指南包括

第三步:大型資料集合

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有三個主要的參考集合具有重要的歷史意義,它們至今仍然存在於圖書館以及線上版本中。這三個集合都起源於德國,這使得印刷版本的使用經常變得困難和令人沮喪,儘管這三個集合都包含大量可靠的資料。線上版本非常昂貴,可能不容易獲得。

Landolt-Bornstein

Landolt-Börnstein (簡稱 L-B) 是現今現存規模最大的印刷版、經過嚴格評估的數值資料彙編,包含 400 多卷。它涵蓋了化學家感興趣的許多領域,但由於早期的版本是德語,因此限制了其在美國的使用。現在有英語的主題和化學物質索引,可以幫助在該套書的許多卷中找到感興趣的表格。儘管從 1996 年開始出現 CD-ROM 版本的索引(包括《有機化合物索引》),但印刷版 L-B 仍然是一個具有挑戰性的集合。必須仔細注意表格和章節註釋、索引以及對單位、文獻參考等使用的程式碼和縮略語的解釋。必須檢查每個表格、章節、篇章和卷的開頭和結尾部分,以瞭解資料的表示方式。

Landolt-Bornstein 中的資料涵蓋

  • 基本粒子、原子核和原子
  • 分子和自由基
  • 凝聚態物質
  • 物理化學
  • 地球物理學
  • 天文學和天體物理學
  • 生物物理學。

現在有一個 L-B 的訂閱資料庫版本,稱為SpringerMaterials。除了 L-B 表格之外,該資源還包括多特蒙德資料銀行軟體與分離技術、熱物理性質資料庫、萊納斯·鮑林檔案、無機固相資料庫以及化學安全資料。英語的L-B 物質/性質索引可以在網路上免費搜尋,可以透過精確名稱或名稱的一部分、CAS 號、分子式或分子量範圍(例如,50-150)以及其他選項進行搜尋。這至少允許搜尋者確定哪些化合物、可用的資料以及這些資料在卷結構中的位置,儘管訪問實際資料需要訂閱或使用印刷版。

Reaxys(貝斯特林有機化學手冊及相關資料庫)如果您需要查詢有機物質的物理性質或二維結構圖,印刷版的《貝斯特林有機化學手冊》或愛思唯爾的Reaxys資料庫(包含貝斯特林資料庫,以及專利資料庫,新新增的資料和無機/有機金屬化學手冊——格邁林手冊,見下文)是您絕佳的選擇。這一龐大的資源是迄今為止有機化學領域最重要的資料收集。貝斯特林涵蓋了從18世紀末/19世紀初到現在的有機化學發展史。早期版本為德語,而後期版本則為英語。貝斯特林電子版的出現將這些寶貴資料帶到了更廣泛的受眾面前。儘管印刷版的覆蓋範圍已遠遠落後於當前日期,但該資料庫的時效性卻非常不錯,幾乎可以覆蓋到當年最新的文獻。印刷版已不再出版。隨著更加使用者友好的電子版的出現,許多機構將印刷版移交到倉庫進行儲存。不過,印刷版仍然可以找到。您可以從布法羅大學圖書館獲取關於使用印刷版的實用指南:2010年底,貝斯特林名稱被棄用,該資源現已完全更名為Reaxys,並由少數其他供應商更新和授權。Reaxys中報告了數十種物理性質,所有數值均為原始出版物中報告的實驗值。如今,該資料庫中包含超過3億條科學測量資料。Reaxys資料庫可以根據特定性質或性質數值範圍進行搜尋,因此在搜尋具有特定物理性質的有機材料時特別有用。想象一下,結合對資料庫中數百萬種化合物進行精確結構或亞結構搜尋的能力,這項功能將多麼強大。

Reaxys資料庫包含超過3.2億條關於化合物的實驗資料,其中包括以下資訊型別:

  • 分子式和結構式
  • 歷史
  • 形成
  • 製備
  • 物理性質
  • 化學反應
  • 應用
  • 化學行為
  • 光譜資訊
  • 加合物和鹽
  • 未知結構的轉化產物
  • 藥理學資料
  • 生物活性資料
  • 量子化學資料

格邁林無機和有機金屬化學手冊

如上所述,Reaxys還包含了來自貝斯特林的“姊妹出版物”——《格邁林無機和有機金屬化學手冊》的大部分內容。格邁林與貝斯特林擁有相同的全面性,是無機和有機金屬化合物資訊和資料的最大單一來源。關於貝斯特林的許多說法也適用於格邁林。它最初以德語出版,後來的版本則以英語出版,目前已不再印刷出版。所有更新都包含在Reaxys中。

格邁林的編排是以元素為基礎的。資訊包括:

  • 元素本身的討論
  • 其與格邁林系統中編號較低的物質形成的二元化合物
  • 包含兩種以上元素的化合物

對於給定的物質,格邁林提供了關於其存在形式、製備方法、物理性質和化學性質的資訊。

Reaxys資料庫對格邁林手冊1975年以前出版版本中的特定化合物資訊進行了索引。大多數散文部分(例如元素的歷史)和圖形資訊(例如相圖、X射線結構)儘管經常被引用,但並非Reaxys資料結構的一部分。因此,對於格邁林來說,定期使用印刷版和線上資料庫至關重要。

從1976年開始,格邁林開始索引無機和有機金屬化學領域最重要的120種期刊(目前約60種)。此後,索引範圍有所擴大。

第四步:開放文獻

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期刊文章似乎是物理性質資料的絕佳來源,對於常規報告的標準資料來說確實如此。問題在於,期刊文章中包含的物理性質資料並不總是被摘錄和索引服務一致地索引。有些期刊專門設計用於發表資料。其中兩個是《物理化學參考資料期刊》(1972-)和《化學與工程資料期刊》(1956-)。這些期刊可以通過出版社網站或使用以下提到的索引進行搜尋。

一種在期刊文章中查詢資料的技巧是執行包含文章摘要中的關鍵詞的搜尋,例如透過STN上的CAPLUS檔案或SciFinder、INSPEC或Compendex等文獻資料庫進行搜尋。

化學文摘

除了索引期刊文章中的資料資訊之外,化學文摘龐大的物質資料庫(REGISTRY檔案)最近也透過新增實驗資料和光譜而得到了豐富,這些資料來自化學文摘社從文獻中挖掘而來,或來自從其他供應商那裡獲得許可的屬性資料庫。這些資料現在已附加到大多數化學物質的物質記錄中,以及使用ACD程式得出的許多計算屬性。REGISTRY檔案不僅包含人們期望在大型手冊中找到的常見物理性質,還包含許多對製藥行業或生物科學家感興趣的性質。例如,生物濃縮因子、可自由旋轉鍵的數量、分子中氫鍵供體或受體的數量、LogP等。

使用SciFinder,化學文摘資訊的熱門介面之一,可以在任何三種模式下進行搜尋,即研究主題、物質或反應,可以使用化學名稱、分子式、CAS登記號或結構。STN和其他供應商版本的化學文摘可以根據其協議進行搜尋。檢索到的文章將包含指向文章中提到的所有物質記錄的連結。顯示完整的物質記錄將給出所有實驗和計算屬性的完整列表。

其他資料庫

INSPEC和Compendex也可以作為查詢屬性的有用資料庫。兩者主要包含物理、工程和應用科學領域的期刊文章。這些文章可能富含資料。特殊的搜尋功能使查詢此類資訊變得更加容易。例如,INSPEC具有分類程式碼和數值資料索引,可以幫助使用者專注於屬性,甚至屬性範圍。

出版社網站

另一種技巧是搜尋期刊電子版的全文檔案。大多數出版社都有自己的搜尋引擎,這些搜尋引擎可能很有用,但使用它們會將你限制在特定出版社的產出範圍內。隨著越來越多的科學期刊以電子格式釋出,這將成為一種越來越重要的方法,尤其是在程式設計師、研究人員和供應商找到更多創新的方式跨期刊標題進行搜尋時。一旦你找到感興趣的文章,許多出版社會提供指向這些文章中引用的其他文章的連結,無論這些文章發表在何處。將支援資訊(通常是資料和實驗步驟)以縮微形式釋出的做法使得這些資訊難以找到,因為它並不總是被索引。現在,這些補充資訊正在與文章一起釋出到網上。美國化學學會(ACS)是一個例子,他們現在正在其網站上提供補充資訊以及相關文章的全文。

谷歌和谷歌學術搜尋

除了網路上的期刊文章之外,還有很多生產商和經銷商的資訊可用。儘管谷歌搜尋可能會返回大量無關或不可靠的資訊,但也可以從供應商(如Sigma-Aldrich)的目錄或材料安全資料表中獲得良好的資料。Ben Wagner的文章對這些資源中的一部分進行了詳細討論。A. Ben Wagner, (2001). "Finding Physical Properties of Chemicals", Science & Technology Libraries, 21:3-4, 27-45。有一個修訂版使網站列表更加更新。

請記住,當查閱不同的來源時,你可能會發現物理性質的值不同。一般來說,大型致力於資料生產和分析的組織(例如美國國家標準與技術研究院和資訊分析中心)的資料更可靠,經過嚴格評估。儘可能地尋找最大、最權威的資料來源,並在懷疑存在轉錄錯誤時查閱原始期刊文章。

其他資源

CIIM連結,用於進一步學習

Wagner, A. Ben. 2014. “Physical Properties and Spectra,” in Chemical Information for Chemists: A Primer. Currano, Judith & Roth, Dana (Eds.), Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry, 146-183.

SIRCh連結,用於物理性質搜尋

關於該主題的習題集

華夏公益教科書