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Thread: Química Básica...

  1. #101

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    Bump….

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  2. #102

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    No hay que bajar este video, pero está entretenido...

    https://www.youtube.com/watch?v=j3NwYKm0d7k


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  3. #103

  4. #104

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    Como propulsar cohetes de juguete de manera económica...

    https://www.youtube.com/watch?v=12fR9neVnS8




    https://www.youtube.com/watch?v=r2lDXoW78u0

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  5. #105

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    No es un tema estrictamente de química - si acaso, sobre gases.

    Cohetes "de agua"... es decir, cohetes propulsados por gas comprimido que actúa primero sobre una masa de agua. Un principio similar - creo - al de algunos cañones ingleses sin retroceso de la segunda guerra mundial.

    https://www.youtube.com/watch?v=4r9gmLfpFTg


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  6. #106

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    Tengo actualmente (de momento) algunos temas que son la base de mi participación en este foro...

    - El de Electrónica.
    - El de Botánica.
    - El de estudio de Ruso.
    - Este de Química.
    - El de guardar los artículos de El Financiero, como una hemeroteca personal, y los videos de Ricardo Alemán, y ahora de Loret.
    - Los temas de Música (Altozano y Alvinsch) y el tema de mis chichas, donde eventualmente voy recordando temas musicales que me gustaron durante mi vida.

    Este de Química ya se ha bajado mucho, y requiere retomarse. Tengo que buscar entre mis archivos algunos cursos que había bajado de YouTube, continuar afinando mis apuntes de la licenciatura, y darle un enfoque más centrado.

    Creo que voy a orientarme a hora, a aprender el Gaussian.

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  7. #107

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    Entonces, quedamos que los siguiente en este tema, es tratar de aprender "Gaussian".

    Para eso es necesario material para guiarse en el estudio.

    1. Los videos tutoriales. (ya están bajados).

    Estos deben analizarse con el fin de darles una estructura lógica.

    La teoría, muy extensa, puede encontrarse en dos fuentes:


    2. https://expchem3.com , este sitio, presenta un libro que nos lleva a los detalles de uso del Gaussian para ciertas tareas de análisis de estructura molecular.

    3. A un nivel más profundo, el libro de arriba se basa en métodos Estructura Atómica y Química Cuántica, libros de texto de química física.

    --------------------------

    Mientras voy preparando esto, continuo redondeando mis apuntes escolares.

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  8. #108

  9. #109

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    Interfase Más moderna: "Gauss View 6" (OK, ese mero).
    Kernel más moderno: "Gaussian 16" (OK, Gaussian 09 no está tan mal).

    Historial de versiones:
    Gaussian 70, Gaussian 76, Gaussian 80, Gaussian 82, Gaussian 86, Gaussian 88, Gaussian 90, Gaussian 92, Gaussian 92/DFT, Gaussian 94, Gaussian 98, Gaussian 03, Gaussian 09 and Gaussian 16.

    El manual disponible en forma "gratuita", asume un Windows 95. OK, tal vez si hay una gran diferencia en formato con lo actual, pero la ciencia sigue siendo la misma, y los científicos son un poco "conservadores" con sus programas.

    --------------------------------------------

    Temas que se ven en los videos tutoriales.

    Video 1: Se basa en la interfase "GaussView 6"

    Se trata de construcción gráfica de moléculas.

    Temas específicos:

    - Uso de templates.
    - Establecimiento de ángulos.
    - Uso de la Simetría en la construcción.
    - Acoplado (docking) de estructuras.
    - Usando templates alternativos.

    Fuente: Capitulo 2, de la 3ra Edición.

    Video 2: Correr Trabajos desde GaussView.


    Temas específicos:


    - Single Point Energy.
    - Optimización Geométrica.
    - Optimización + Frecuencia.
    - Análisis de población.
    - Cálculos en Solución.

    Fuente: Capítulo 2, 3ra Edición.


    Video 3: Visualización de Resultados.

    Temas específicos.

    - Resumen de cálculos.
    - Propiedades de átomos y enlaces.
    - Gráfica IRC (= Intrinsec Reaction Coordinate)
    - Frecuencia.
    - Análisis vibracional an-harmónico.

    Fuente: Capítulo 2, 3ra Edición.

    Video 4: Visualizando resultados en 3D.

    Temas específicos.

    - Orbitales moleculares (MO).
    - Comparación entre MO.
    - Superficies electrónicas.
    - Otros datos volumétricos.

    Fuente: Capítulo 2, 3ra Edición.

    Video 5: Trabajando con Espectros.

    Temas específicos.

    - IR, Raman, VCD, ORD, ROA, NMR.
    - Sustitución isotópica.
    - Optimización de variables.

    Fuente: Capítulos 3, 4 y 7, 3ra Edición.

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  10. #110

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    "Explorando Química con Métodos de Estructura Electrónica".
    2da. Edición.
    - Foresman & Frisch.

    Esctructura capitular del manual.

    Parte 0. Sobre el libro.

    - Lista de Ejempos y Ejercicios.
    - Lista de recomendaciones al maestro.
    - Reconocimientos (Acknowledgments).
    - Prefacio (About This Work).
    - Quick Start: Running Gaussian.

    Parte I - Conceptos y Técnicas Escenciales.

    1. Métodos Computacionales y Químicas Modelo.
    2. Cálculos de Single Point Energy.
    3. Optimizaciones Geométricas.
    4. Cálculos de Frecuencia.

    Parte II - Químicas Modelo.

    - Introducción.
    5. Conjunto base, Efectos.
    6. Seleccionando el Modelo Teórico Apropiado.
    7. Modelos de Energía de Alta Precisión.

    Parte III - Aplicaciones.

    8. Estudio de Reacciones Químicas y Reactividad.
    9. Modelado de Estados Exitados.
    10. Modelado de Sistemas en Solución.

    Appendices.

    A. El transfondo teórico (253 - 282). ("Curso teórico")
    B. Vista general de la entrada a Gaussian.

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  11. #111

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    Análisis de una molécula de agua...

    --------------------
    #T RHF/6-31G(d) Test
    --------------------
    ------------------------------------------------
    xxxxxxxxxxxxxxxxx AGUA: ENERGÍA DE UN SOLO PUNTO.
    ------------------------------------------------
    Symbolic Z-matrix:
    Charge = 0 Multiplicity = 1
    O -0.464 0.177 0.
    H -0.464 1.137 0.
    H 0.441 -0.143 0.

    Distance matrix (angstroms):
    1 2 3
    1 O 0.000000
    2 H 0.960000 0.000000
    3 H 0.959909 1.567618 0.000000
    Framework group CS[SG(H2O)]
    Deg. of freedom 3
    Standard orientation:
    ---------------------------------------------------------------------
    Center Atomic Atomic Coordinates (Angstroms)
    Number Number Type X Y Z
    ---------------------------------------------------------------------
    1 8 0 0.000000 0.110843 0.000000
    2 1 0 0.783809 -0.443452 0.000000
    3 1 0 -0.783809 -0.443294 0.000000
    ---------------------------------------------------------------------
    Rotational constants (GHZ): 919.1536408 408.1142629 282.6254666
    19 basis functions, 36 primitive gaussians, 19 cartesian basis functions
    5 alpha electrons 5 beta electrons
    nuclear repulsion energy 9.1576066717 Hartrees.
    NAtoms= 3 NActive= 3 NUniq= 3 SFac= 1.00D+00 NAtFMM= 60 NAOKFM=F Big=F
    ExpMin= 1.61D-01 ExpMax= 5.48D+03 ExpMxC= 8.25D+02 IAcc=1 IRadAn= 1 AccDes= 0.00D+00
    Harris functional with IExCor= 205 and IRadAn= 1 diagonalized for initial guess.
    HarFok: IExCor= 205 AccDes= 0.00D+00 IRadAn= 1 IDoV= 1 UseB2=F ITyADJ=14
    ICtDFT= 3500011 ScaDFX= 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000
    FoFCou: FMM=F IPFlag= 0 FMFlag= 100000 FMFlg1= 0
    NFxFlg= 0 DoJE=T BraDBF=F KetDBF=T FulRan=T
    wScrn= 0.000000 ICntrl= 500 IOpCl= 0 I1Cent= 200000004 NGrid= 0
    NMat0= 1 NMatS0= 1 NMatT0= 0 NMatD0= 1 NMtDS0= 0 NMtDT0= 0
    Petite list used in FoFCou.
    Initial guess orbital symmetries:
    Occupied (A') (A') (A') (A') (A")
    Virtual (A') (A') (A') (A') (A") (A') (A') (A') (A") (A')
    (A") (A') (A') (A')
    The electronic state of the initial guess is 1-A'.
    SCF Done: E(RHF) = -76.0098709451 A.U. after 10 cycles
    NFock= 10 Conv=0.41D-08 -V/T= 2.0027

    ******************************************************* ***************

    Population analysis using the SCF density.

    ******************************************************* ***************

    Orbital symmetries:
    Occupied (A') (A') (A') (A') (A")
    Virtual (A') (A') (A') (A') (A') (A") (A') (A') (A") (A')
    (A") (A') (A') (A')
    The electronic state is 1-A'.
    Alpha occ. eigenvalues -- -20.55794 -1.33616 -0.71421 -0.56030 -0.49560
    Alpha virt. eigenvalues -- 0.21061 0.30391 1.04585 1.11668 1.15959
    Alpha virt. eigenvalues -- 1.16928 1.38463 1.41676 2.03064 2.03552
    Alpha virt. eigenvalues -- 2.07410 2.62759 2.94215 3.97815
    Condensed to atoms (all electrons):
    Mulliken charges:
    1
    1 O -0.876158
    2 H 0.438076
    3 H 0.438082
    Sum of Mulliken charges = 0.00000
    Mulliken charges with hydrogens summed into heavy atoms:
    1
    1 O 0.000000
    Electronic spatial extent (au): <R**2>= 18.9605
    Charge= 0.0000 electrons
    Dipole moment (field-independent basis, Debye):
    X= -0.0001 Y= -2.1385 Z= 0.0000 Tot= 2.1385

    Test job not archived.
    1|1|UNPC-xxxxxx|SP|RHF|6-31G(d)|H2O1|xxxxx|06-Aug-2019|0||#T RHF/6
    -31G(d) Test||xxxxxxxx||0,1|O,
    0,-0.464,0.177,0.|H,0,-0.464,1.137,0.|H,0,0.441,-0.143,0.||Version=IA3
    2W-G09RevD.01|State=1-A'|HF=-76.0098709|RMSD=4.097e-009|Dipole=0.68696
    63,0.4857774,0.|Quadrupole=0.2773187,0.8269676,-1.1042863,-0.7769627,0
    .,0.|PG=CS [SG(H2O1)]||@

    Job cpu time: 0 days 0 hours 0 minutes 7.0 seconds.
    File lengths (MBytes): RWF= 5 Int= 0 D2E= 0 Chk= 1 Scr= 1
    Normal termination of Gaussian 09 at Tue Aug 06 19:33:04 2019.

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  12. #112

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    Avanzamos.

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  13. #113

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    Entonces, continuaremos con el proyecto de estudiar Química, todavía por lo menos lo que resta del año,...

    (a.) Seguimos revisando las notas de la Licenciatura.

    (b.) Estudiaremos bien el Gaussian y el Sirius (este último, más orientado a la Biología Molecular, recordando que ya hemos tenido varios cursos de eso).

    (c.) Comenzaremos a estudiar "en serio" la Química Cuántica (que es la base del Gaussian).

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  14. #114

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    INTRODUCCION A GAUSSIAN.

    DIFERENCIA ENTRE GAUSSIAN Y SIRIUS.

    Sirius, es un programa básicamente de Interfase gráfica (visualización) aunque tiene integradas unas pocas rutinas analizadoras,

    Gaussian es un programa (o conjunto de programas) analizador, pero que tiene como acompañante a un visualizador gráfico (GaussView), tanto “para estar más a la moda”, como poder introducir de manera más efectiva la información al analizador.

    GaussView al parecer es un paquete de visualización más poderoso que Sirius, pero requiere más horas de aprendizaje.

    Aprender Sirius puede hacerse con relativamente pocas horas de estudio, y tiene integrada en la ayuda un tutorial bastante efectivo.

    Aprender Gaussian requiere de muchas horas de estudio, y no tiene integrado en el programa mismo un tutorial efectivo que recorra todas sus capacidades o las explique a fondo.

    VERSIONES DEL GAUSSIAN.

    Gaussian ha estado presente con muchas versiones. Su primera implementación fue en supercomputadoras y main-frames en institutos de investigación. Antes de pasar a Windows, estuvo disponible más bien en UNIX.

    Las versiones de Gaussian en el mercado, han sido las siguientes, indicándose generalmente en sus nombres el año de actualización:

    Gaussian 70, Gaussian 76, Gaussian 80, Gaussian 82, Gaussian 86, Gaussian 88, Gaussian 90, Gaussian 92, Gaussian 92/DFT, Gaussian 94, Gaussian 98, Gaussian 03, Gaussian 09 and Gaussian 16.

    La versión que hemos conseguido “gratuitamente” al momento de escribir esto, es la indicada en negritas.

    La versión de GaussView que tenemos, es el GaussView6.


    Estos dos programas los tengo guardados, como archivos comprimidos .rar, en el masivo archivo de videos, en la carpeta de Química, subcarpeta “Sirius y Gaussian”.

    FILOSOFIA DEL PROGRAMA GAUSSIAN.

    La filosofía verdadera de Gaussian está basada en UNIX, como un conjunto de muchos programas individuales que procesan archivos de información, con ciertos parámetros que se indican cuando se corren.

    Producen archivos de salida – muchos en texto plano – que a su vez en algún momento pueden ser usados por otros programas para hacer análisis más complejos.

    Su salida se parece un poco en filosofía a los programas como el SPSS y otros programas estadísticos, en donde el análisis completo – extenso – del procedimiento se presenta como texto plano y gráficos.

    La versión en Windows, utiliza ciertos cuadros de diálogo que ayudan un poco a recordar que parámetros usar, pero las instrucciones se suelen entrar ahí como líneas de comando de texto… por lo que los cuadros de diálogo no son tan numerosos ni tan complicados.


    DOCUMENTACION.

    La clave para aprender Gaussian es tener un libro que nos lleve paso a paso por preparar y ejecutar los más comunes procedimientos.

    Ese libro existe, y son las varias ediciones (1, 2 y 3) de:

    “Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods”.
    Por: James B. Foresman y Aeleen Frisch

    La tercera edición de ese libro es bastante cara (100 USD con todo y envío). Pero la 2da edición se consigue “bucanera”, como imágenes en un archivo .pdf.

    Este lo tengo en el masivo archivo de vides, en la carpeta de Química, subcarpeta “Sirius y Gaussian”.

    "Explorando Química con Métodos de
    Estructura Electrónica". 2da. Edición.
    - Foresman & Frisch.

    Estructura capitular del manual.

    Parte 0. Sobre el libro.

    • Lista de Ejemplos y Ejercicios.
    • Lista de recomendaciones al maestro.
    • Reconocimientos (Acknowledgments).
    • Prefacio (About This Work).
    • Quick Start: Running Gaussian.

    Parte I - Conceptos y Técnicas Esenciales.

    1. Métodos Computacionales y Químicas Modelo.
    2. Cálculos de Single Point Energy.
    3. Optimizaciones Geométricas.
    4. Cálculos de Frecuencia.

    Parte II - Químicas Modelo.

    - Introducción.
    5. Conjunto base, Efectos.
    6. Seleccionando el Modelo Teórico Apropiado.
    7. Modelos de Energía de Alta Precisión.

    Parte III - Aplicaciones.

    8. Estudio de Reacciones Químicas y Reactividad.
    9. Modelado de Estados Excitados.
    10. Modelado de Sistemas en Solución.

    Apéndices.

    A. El transfondo teórico (253 - 282). ("Curso teórico")
    B. Vista general de la entrada a Gaussian.


    Otro documento es “manual de referencia” del Gaussian09, un archivo 25 páginas, en .PDF, (g09w_ref.pdf) que viene con el programa. Pero no es una referencia muy importante.


    FILOSOFIA DE ESTUDIO.

    Es más fácil obtener salidas de este programa, que interpretarlas correctamente.

    A medida que avanzamos en el estudio de este programa, debemos ir documentando los nuevos conceptos teóricos que vayamos encontrando, en Wikipedia u otros lugares.

    El estudio de estos programas, no debe ser aislado, y ni siquiera “un fin en sí”.

    1. A medida que vayamos estudiando Química y Bioquímica, debemos usar estos programas para lograr un entendimiento más profundo de lo que hacemos. El conocimiento se retroalimenta a sí mismo.

    2. El estudio de estos programas, debe ir de la mano con el estudio de Química Cuántica, que es su base de funcionamiento.

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  15. #115

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    Los temas que estoy desarrollando (la base de mi participación en el foro):
    (Me propongo mantener estos temas hasta Diciembre de este año, 2019).

    - Química: http://www.latrinchera.org/foros/sho...ca-B%C3%A1sica
    - Electrónica: http://www.latrinchera.org/foros/sho...e-La-Trinchera
    - Botánica: http://www.latrinchera.org/foros/sho...-O-T-A-N-I-C-A
    - Ruso: http://www.latrinchera.org/foros/sho...e-La-Trinchera
    - Financiero: http://www.latrinchera.org/foros/sho...-EL-FINANCIERO
    - Música: http://www.latrinchera.org/foros/sho...ano-y-Alvinsch

    Code:
    - Química: http://www.latrinchera.org/foros/showthread.php?58997-Qu%C3%ADmica-B%C3%A1sica
    - Electrónica: http://www.latrinchera.org/foros/showthread.php?59624-Curso-Pr%C3%A1ctico-de-ARDUINO-de-La-Trinchera 
    - Botánica: http://www.latrinchera.org/foros/showthread.php?59805-B-O-T-A-N-I-C-A
    - Ruso: http://www.latrinchera.org/foros/showthread.php?59578-Curso-de-Idioma-Ruso-de-La-Trinchera
    - Financiero: http://www.latrinchera.org/foros/showthread.php?58021-COLUMNAS-DE-EL-FINANCIERO
    - Música: http://www.latrinchera.org/foros/showthread.php?59895-El-Mundo-de-la-M%C3%BAsica-con-J-Altozano-y-Alvinsch

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  16. #116

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    Arriba se listó la salida del análisis de una molécula de agua... veremos ahora las secciones de la que está compuesto este y otros archivos de salida:

    Los archivos de salida de un trabajo, tienen la extensión *.OUT.

    Generalmente, tienen los siguientes apartados en orden:

    - Copyright ©.

    - Citación oficial (si se publican resultados obtenidos con el programa).

    - Versión de Gaussian que ha corrido, así como datos para reportar un error.

    (Estas secciones se eliminaron del listado de arriba, por razones obvias).

    - Sección de ruta (route section): Descripción de la molécula.

    - Orientación estándar: Coordenadas internas usadas por el programa, con origen en el centro de carga de la molécula.

    Para el procedimiento que se pidió de Single Point Energy, se dan las secciones:

    - Resultado del procedimiento SCF (Self Consistent Field). El SCF es un método específico para resolver la ecuación de Hartree-Fock.

    Método SCF.
     ().

    - Mulliken Population Analysis. Este procedimiento, particiona la carga de la molécula para cada átomo.

    Mulliken Population Analysis.
     ().

    - Total atomic charges. La distribución de cargas en la molécula, normalizados tal que la suma total da “1”.

    - Momento dipolar. Su magnitud se da en debyes, y su orientación se indica con respecto a las coordenadas internas (dadas arriba).

    - Resumen de la corrida. Un resumen compacto de los parámetros de la corrida, y sus resultados.

    - “Citas citables”. Si el procedimiento corre sin errores, se termina con un dicho popular, de sabiduría instantánea :).

    - Recursos consumidos. Resumen de recursos consumidos por el procedimiento, principalmente recursos de CPU.

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  17. #117

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    Gaussian (y tal vez Sirius) operan con sus propios tipos de archivos nativos, en el caso de Gaussian el *.GJF (algo así como Gaussian Job File), que especifica el procedimiento a realizar, y que incluye una sección de descripción de la molécula.

    Sin embargo, entre los sorprendentemente diversos tipos de archivos de descripción de moléculas, existe uno destacado, el *.PDB ("Protein Data Bank").

    El Protein Data Bank, de Brookhaven, es donde se tienen guardadas las descripciones de más de 100,000 moléculas biológicas. Incluso el viejo Sirius, como parte de sus características más apreciadas entonces, era el tener una interfase que pudiera conectarse con esa base de datos por Internet.

    https://es.wikipedia.org/wiki/Protein_Data_Bank



    Sitio:
    https://www.wwpdb.org/

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  18. #118

  19. #119

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    Por supuesto, PyMOL también debe tomarse en cuenta como una herramienta útil.

    https://es.wikipedia.org/wiki/PyMOL

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  20. #120

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    Bajé la descripción de una molécula de hemoglobina e *.PDB.

    El GaussView es capaz de manejarla sin ningún proceso de conversión.

    Además, entré a "Utilities" de Gaussian y convertí el archivo en *.GJF.

    No hubo absolutamente ningún problema, y la utilidad de conversión es más inteligente y fácil de usar de lo que parece.

    Todo muy fluido... pero es bueno documentar con cierta profundidad el procedimiento y explicar un poco las opciones posibles.

    Hemos prácticamente terminado el ejercicio 1.

    También debemos

    - documentar la teoría de "Single Point Energy",
    - explicar porqué Gaussian se llama "Gaussian", y
    - cuales son los Basis Sets

    ... toda esa inormación está en la Tesis de este chavo inglés de Cambridge, que me encontré en internet.

    Todo esto lo haremos en la siguiente sesión.

    Por el momento, pasamos a otra cosa.

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  21. #121

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    Puesto que vamos a comenzar a ver OTRA VEZ bases de datos biológicas, y que OTRA VEZ estudiar (pero esta vez bien) a manejar archivos de texto...

    "Pipes y redireccionamiento"

    https://stackoverflow.com/questions/...-in-powershell

    Archivos BATCH

    http://faculty.skagit.edu/imageuploa...sitory1019.pdf

    Búsqueda iterativa:

    http://www.computerhope.com/issues/ch000309.htm

    TODOS los comandos de DOS, explicados a detalle...

    http://www.computerhope.com/msdos.htm (Ojalá dure un buen rato esta página).

    ... además tengo ahí 1 o 2 libros (weva buscarlos).

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