Edu Chem Reaction

化学反应微观演示

目标与边界

生成一个可直接打开的单文件 HTML：页面包含 Three.js 分子动画、KaTeX 化学方程、反应进度控制、断键/成键高亮、原子守恒计数、分步讲解，以及按需显示的能量曲线、电子转移或催化剂叠加层。

这是教学可视化，不是化学反应预测器。只生成以下两类内容：

• scripts/generate.py list 中已注册并经过 kernel 校验的反应。
• Agent 能根据 references/problem-schema.md 建模，且所有物种、原子映射、键变化都可通过 lib/reaction_kernel.py 校验的反应。

不支持的物种、模糊图片、无法核验的配平或机理，必须说明限制并请求补充；不能为了生成动画而猜测反应条件、产物、原子去向或电子转移。

何时使用

优先用于：

• 燃烧、电解、化合、分解、置换、复分解、氧化还原等反应的微观演示。
• 用户希望理解原子为何守恒、哪些键断裂或生成、电子如何转移。
• 教师需要课堂展示，或学生希望把一条已知化学方程式转成可交互网页。
• 基础有机反应机理，例如内置的酯化示例。

不要用于：

• 只需文字讲清的概念或普通流程图，优先使用 concept-explainer 或 learning-visualization-skill。
• 数学几何、网络协议或其他已有专项可视化场景。
• 需要预测未知反应、给出实验操作、危险化学品处置或未经资料核验的专业结论。

输入处理

按以下优先级处理资料：用户本轮明确要求 > 用户提供的题目/文件 > 已选择知识库 > 可核验资料 > Skill references > 通用知识。

• 对话文字：提取方程、反应条件、语言、教学目标和需要强调的内容。
• Markdown、TXT、JSON、CSV 或代码文件：用 file_read 读取。
• 图片、截图、扫描方程：先用 vision_analyze 识别方程、箭头条件和可见说明，再把识别结果回显给用户确认。图片模糊、化学式不完整或下标无法辨认时要求清晰图片或文字，不猜测。

当前脚本不包含通用的化学式解析器。收到自然语言反应请求时，先映射到注册反应；无法可靠映射时，只有在内置分子库和 schema 足够支持的情况下才构建临时 reaction spec。

MindSpace 路径规则

Skill 目录只读：/skills/edu-chem-reaction/ 只用于读取模板、脚本、分子库和 references。

最终 HTML 写入当前 Agent 的真实输出目录：

textCopy code
/agents/<当前Agent英文名>/outputs/<系统提供的真实日期>/reaction-<reaction>.html

临时 spec、检查输出和可选脚本写入：

textCopy code
/tmp/<当前Agent英文名>/<系统提供的真实日期>/

尖括号只用于说明路径结构。实际工具调用必须使用系统提供的真实 Agent 目录名和真实日期，不能把占位符原样写入。生成成功后返回实际输出路径；成果中心由系统扫描该目录注册，Skill 不操作数据库或伪造 artifact ID。

标准流程

1. 确认反应

识别用户提供的反应式和条件。图片输入必须先让用户确认识别结果。对于氧化还原，确认氧化剂、还原剂和电子转移是否有可靠依据；对于有机机理，确认催化剂和关键步骤，不把简化示意当作完整实验机制。

2. 选择数据路径

优先使用注册反应。可用 key 为：

• combustion_ch4
• combustion_h2
• electrolysis_water
• redox_na_cl2
• esterification
• glucose_combustion

若确实需要新反应，先读取 references/problem-schema.md 和 references/conventions.md。将临时 spec 写入当前 Agent 的 /tmp 目录，并且只使用 lib/molecules.py 已定义的物种；高层 spec 必须提供完整双射的 atom_map，低层机理必须明确 atoms、bonds 和 fragments。

3. 生成 HTML

先运行依赖检测：

textCopy code
python "/skills/edu-chem-reaction/scripts/check_dependencies.py"

如果检测到必需包缺失，把检测器输出的一次性安装命令和包清单展示给用户，等待用户明确确认后再执行 python -m pip install ...。一次确认可以覆盖检测器列出的全部缺失包；安装完成后必须重新运行依赖检测。没有用户确认时不得安装、不得继续声称可以生成。检测器本身永远不会安装依赖。

使用 exec_command 的实际 command 参数执行 Python。所有命令都应引用显式输出路径，等待产品要求的命令审批；不要调用 bash、sh、execute 或启动本地服务。

textCopy code
python "/skills/edu-chem-reaction/scripts/generate.py" \
  combustion_ch4 \
  "/agents/<真实Agent>/outputs/<真实日期>/reaction-methane-combustion.html"

需要按 spec 生成时：

textCopy code
python "/skills/edu-chem-reaction/scripts/generate.py" \
  spec \
  "/tmp/<真实Agent>/<真实日期>/reaction-spec.json" \
  "/agents/<真实Agent>/outputs/<真实日期>/reaction-custom.html"

可用 random <output.html> [seed] 生成一个已注册反应；all <output-directory> 只用于明确要求批量示例时。脚本会创建输出父目录、拒绝写入 Skill 目录，并在成功时打印最终路径。

4. 确定性校验

生成后必须运行：

textCopy code
python "/skills/edu-chem-reaction/scripts/check_output.py" \
  "/agents/<真实Agent>/outputs/<真实日期>/reaction-methane-combustion.html"

校验器检查文件非空、数据岛可解析、必需页面标记存在、模板占位符已替换，且输出不依赖 localhost 或写入 Skill 目录。校验失败时修正 spec 或命令后重试，不能声称文件已经可用。

Node 可用时，可把抽取出的页面脚本写到当前 Agent /tmp 目录中的显式 .mjs 路径并额外检查语法：

textCopy code
python "/skills/edu-chem-reaction/scripts/check_output.py" \
  "/agents/<真实Agent>/outputs/<真实日期>/reaction-methane-combustion.html" \
  --node-check \
  "/tmp/<真实Agent>/<真实日期>/reaction-module.mjs"

5. 交付

回复只说明：已生成的实际文件路径、反应和教学重点、验证结果，以及页面首次打开需要访问 CDN。不要启动 localhost 预览，也不要将输出写入系统临时目录或 Skill 目录。

核心领域规则

• reaction_kernel 是配平、原子守恒、原子映射和键差的唯一数据源。不要手算后绕过 kernel。
• morph 用于燃烧、分解、置换和氧化还原，强调原子重组与守恒。
• mechanism 用于已明确的有机机理，采用关键帧片段来呈现催化剂、过渡态或离去基团。
• 方程系数、分子实例数、原子守恒计数和动画数据必须来自同一份已校验 spec。
• 内置 Python 仅探测 RDKit 是否可用，当前生成路径不依赖或自动调用 RDKit；不要把它宣传为可用的任意分子构象生成能力。

依赖与失败处理

• Python 与 sympy 是硬依赖。缺失时先运行依赖检测，向用户展示完整清单；只有用户明确确认后，才用当前解释器执行一次 python -m pip install ...，随后重新检测。不能静默安装、切换解释器或从 GitHub 下载依赖。
• Node 可用于增强语法检查，但不是生成 HTML 的硬依赖。传入当前 Agent /tmp 内的显式 .mjs 路径时，校验器会抽取内联脚本并执行 node --check；Node 缺失时保留 Python 和 HTML 结构校验，并说明跳过增强检查。
• 页面为单文件 HTML，但 Three.js、OrbitControls、KaTeX 和 Tailwind 使用 CDN。文件可生成不等于离线环境可完整运行；CDN 不可访问时明确说明运行受限。
• 若当前 Agent 缺少 file_write、vision_analyze 或 exec_command，说明缺少的工具/权限并请求切换到已配置 Agent；不伪造生成成功。
• 命令失败时以 stderr 和退出码为准，说明具体失败点。不得通过启动 localhost、写入 Skill 目录或自动安装依赖来规避失败。

与其他 Skills 的边界

• concept-explainer 负责文字化解释；当用户明确需要化学反应微观页面时再接入本 Skill。
• learning-visualization-skill 适合通用概念、流程和关系，不替代基于原子映射的反应演示。
• edu-solid-geometry、edu-analytic-geometry 和 network-protocol-viz 分别处理几何与网络专项场景，不混用。
• practice-quiz、error-analysis 和 review-plan 负责学习闭环；本 Skill 可作为其中的可视化环节。

质量自检

交付前确认：

1. 方程、反应条件和资料来源与用户确认内容一致。
2. kernel 已通过配平、守恒、映射和键差校验。
3. 最终 HTML 位于当前 Agent 的 outputs 目录，临时文件位于该 Agent 的 /tmp 目录。
4. check_output.py 成功，命令没有遗留服务或后台进程。
5. 已说明 CDN 网络要求、依赖降级和无法支持的部分。