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分子力場根據量子力學的波恩-奧本海默近似,一個分子的能量可以近似看作構成分子的各個原子的空間坐標的函數,簡單地講就是分子的能量隨分子構型的變化而變化,而描述這種分子能量和分子結構之間關係的就是分子力場函數。分子力場函數為來自實驗結果的經驗公式,可以講對分子能量的模擬比較粗糙,但是相比於精確的量子力學從頭計算方法,分子力場方法的計算量要小數十倍,而且在適當的範圍內,分子力場方法的計算精度與量子化學計算相差無幾,因此對大分子複雜體系而言,分子力場方法是一套行之有效的方法。以分子力場為基礎的分子力學計算方法在分子動力學、蒙特卡羅方法、分子對接等分子模擬方法中有著廣泛的應用。

 

1 分子力場 -分子力場

構成
一般而言,分子力場函數由以下幾個部分構成:

鍵伸縮能:構成分子的各個化學鍵在鍵軸方向上的伸縮運動所引起的能量變化
鍵角彎曲能:鍵角變化引起的分子能量變化
二面角扭曲能:單鍵旋轉引起分子骨架扭曲所產生的能量變化
非鍵相互作用:包括范德華力、靜電相互作用等與能量有關的非鍵相互作用
交叉能量項:上述作用之間耦合引起的能量變化
構成一套力場函數體系需要有一套聯繫分子能量和構型的函數,還需要給出各種不同原子在不同成鍵狀況下的物理參數,比如正常的鍵長、鍵角、二面角等,這些力場參數多來自實驗或者量子化學計算。

2 分子力場 -相關條目

2,2-二甲基己烷
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瑞鳳號(Zuiho)航空母艦
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