分子模擬基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　《高校教材系列：分子模擬基礎(chǔ)》是分子模擬的一本入門書。書中簡(jiǎn)要介紹了分子模擬的基礎(chǔ)理論知識(shí)，詳細(xì)介紹了利用Gaussian03軟件來(lái)研究計(jì)算分子的單點(diǎn)能、電荷的分布、偶極距的計(jì)算、幾何構(gòu)型的優(yōu)化、頻率的計(jì)算、過渡態(tài)的尋找及化學(xué)反應(yīng)途徑的研究?！陡咝＝滩南盗校悍肿幽M基礎(chǔ)》中還編入了七個(gè)上機(jī)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容主要包括單點(diǎn)能、頻率的計(jì)算、過渡態(tài)的尋找和化學(xué)反應(yīng)途徑的研究。最后還介紹了GaussianView的使用方法和操作技巧。

書籍目錄

緒論
第1章　理論背景
1.1　計(jì)算化學(xué)
1.1.1　基本理論及計(jì)算軟件
1.1.2　模型化學(xué)
1.2　基組
1.2.1　Slater軌道和Gaussian軌道
1.2.2　最小基組
1.2.3　分裂價(jià)層基組
1.2.4　極化基組
1.2.5　彌散函數(shù)
1.2.6　高角動(dòng)量基組
1.2.7　有效核勢(shì)能基組
1.3　理論方法
1.3.1　分子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論
1.3.2　電子結(jié)構(gòu)理論
第2章　量子力學(xué)基本原理
2.1　量子化學(xué)從頭算方法
2.1.1　Schrodinger方程及三個(gè)近似
2.1.2　幾種主要積分
2.1.3　從頭算計(jì)算的自洽場(chǎng)方程
2.2　電子相關(guān)模型（post Hartree-Fock理論）
2.2.1　組態(tài)相互作用模型
2.2.2　微擾理論
2.3　密度泛函理論
2.4　半經(jīng)驗(yàn)方法
第3章　單點(diǎn)能計(jì)算
3.1　單點(diǎn)能
3.1.1　勢(shì)能面
3.1.2　單點(diǎn)能計(jì)算
3.2　計(jì)算設(shè)置
3.2.1　體系的原子坐標(biāo)輸入
3.2.2　計(jì)算關(guān)鍵詞
3.3　輸入文件
3.4　輸出文件中的信息
3.4.1　標(biāo)準(zhǔn)幾何坐標(biāo)
3.4.2　能量
3.4.3　分子軌道和軌道能級(jí)
3.4.4　電荷分布
3.4.5　偶極矩和多極矩
3.4.6　CPU時(shí)間和其他
3.5　核磁共振計(jì)算
3.6　練習(xí)
第4章　幾何構(gòu)型優(yōu)化
4.1　勢(shì)能面的駐點(diǎn)
4.1.1　能量梯度的解析表達(dá)式
4.1.2　極值點(diǎn)及鞍點(diǎn)
4.2　尋找極小值
4.2.1　收斂標(biāo)準(zhǔn)
4.2.2　幾何構(gòu)型優(yōu)化的輸入文件
4.2.3　輸出文件
4.3　難處理的優(yōu)化
4.4　練習(xí)
第5章　頻率分析計(jì)算
5.1　預(yù)測(cè)紅外和拉曼光譜
5.1.1　頻率分析輸入文件
5.1.2　頻率和強(qiáng)度
5.1.3　頻率和零點(diǎn)能的矯正
5.1.4　簡(jiǎn)正模式
5.2　熱化學(xué)
5.2.1　分子的生成焓
5.2.2　零點(diǎn)能和熱能
5.3　極化率和超極化率
5.4　表征駐點(diǎn)的性質(zhì)
5.5　練習(xí)
第6章　化學(xué)反應(yīng)途徑
6.1　勢(shì)能面與化學(xué)反應(yīng)
6.1.1　過渡態(tài)結(jié)構(gòu)與反應(yīng)路徑
6.1.2　過渡態(tài)幾何構(gòu)型的優(yōu)化
6.2　反應(yīng)的內(nèi)稟反應(yīng)坐標(biāo)
6.3　計(jì)算反應(yīng)焓變
6.4　等鍵反應(yīng)
第7章　高精度能量模型
7.1　預(yù)測(cè)熱化學(xué)
7.1.1　原子化能
7.1.2　電子親和勢(shì)
7.1.3　離子化能
7.1.4　質(zhì)子親和能
7.2　理論模型的評(píng)價(jià)
7.3　理論模型的相對(duì)精確性
7.4　組合方法
7.4.1　Gaussianl和Gaussian2理論
7.4.2　完全基組方法
7.5　練習(xí)
第8章　激發(fā)態(tài)計(jì)算
8.1　運(yùn)行激發(fā)態(tài)計(jì)算
8.2　激發(fā)態(tài)優(yōu)化和頻率分析
8.3　練習(xí)
第9章　溶液中的模型系統(tǒng)
9.1　溶劑化效應(yīng)
9.2　反應(yīng)場(chǎng)模型
9.3　運(yùn)行SCRF計(jì)算
9.3.1　運(yùn)行SCRF計(jì)算
9.3.2　分子體積計(jì)算
9.4　練習(xí)
第10章　分子對(duì)接方法
10.1　分子對(duì)接的原理
10.2　分子對(duì)接的種類
10.3　常用分子對(duì)接方法
10.3.1　DOCK方法
10.3.2　AUTODOCK方法
10.3.3　FlexX方法
10.3.4　GOLD方法
10.4　利用DOCK程序進(jìn)行對(duì)接的操作步驟
第11章　上機(jī)操作實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一　1，2-二氯-1，2-二氟乙烷分子幾何構(gòu)型輸入法及氣態(tài)能量計(jì)算
實(shí)驗(yàn)二　丙烯分子幾何構(gòu)型的優(yōu)化--極小值點(diǎn)的尋找
實(shí)驗(yàn)三　振動(dòng)頻率計(jì)算
實(shí)驗(yàn)四　幾何構(gòu)型優(yōu)化--尋找過渡態(tài)（一階鞍點(diǎn)）
實(shí)驗(yàn)五　SN2反應(yīng)途徑的量子化學(xué)研究
實(shí)驗(yàn)六　甲醛分子勢(shì)能面研究
實(shí)驗(yàn)七　Diels-Alder加成反應(yīng)相對(duì)活性的理論研究
第12章　Gaussian View使用及技巧
12.1　基本操作
12.1.1　創(chuàng)建新分子
12.1.2　調(diào)整原子之間的距離
12.1.3　調(diào)整鍵角大小
12.1.4　調(diào)整二面角大小
12.1.5　選擇計(jì)算類型
12.1.6　計(jì)算方法和基組的選擇
12.1.7　基組的設(shè)置
12.1.8　電荷和自旋多重度的設(shè)置
12.1.9　計(jì)算結(jié)果的概括性分析顯示
12.1.10　原子的電荷分布
12.1.11　振動(dòng)頻率分析顯示
12.2　高級(jí)技巧
12.2.1　三個(gè)變形工具
12.2.2　利用加氫工具獲得最佳成鍵位置
12.2.3　基團(tuán)取代工具
12.2.4　點(diǎn)群工具
12.2.5　合并原子
12.2.6　平移分子的部分基團(tuán)
12.2.7　旋轉(zhuǎn)分子的部分基團(tuán)
12.2.8　顯示坐標(biāo)軸可以更準(zhǔn)確地添加原子
12.3　幾個(gè)實(shí)例來(lái)具體說明上述技巧的使用
12.3.1　構(gòu)造乙烷的重疊式構(gòu)象
12.3.2　平行的環(huán)戊烯分子
12.3.3　構(gòu)造二茂鐵結(jié)構(gòu)
12.3.4　搭建富勒烯C20分子
參考文獻(xiàn)

編輯推薦

李永健、陳喜編著的《分子模擬基礎(chǔ)》共分12章，第1章簡(jiǎn)要介紹了理論化學(xué)計(jì)算的發(fā)展及理論背景；第2章介紹量子力學(xué)的基本原理；第3章至第6章較詳細(xì)地介紹了如何利用Gaussian03來(lái)研究體系是氣態(tài)的單點(diǎn)能、電荷分布、分子軌道、幾何構(gòu)型的優(yōu)化、頻率的計(jì)算及化學(xué)反應(yīng)途徑等。第7章至第10章主要是對(duì)高精度能量模型、激發(fā)態(tài)、溶液模型及分子對(duì)接進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹；第11章是上機(jī)實(shí)驗(yàn)部分；第12章是關(guān)于Gaussian View的使用技巧。

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