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計算化學:從理論化學到分子模擬 版權信息
- ISBN：9787030233523
- 條形碼：9787030233523 ; 978-7-03-023352-3
- 裝幀：暫無
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
計算化學:從理論化學到分子模擬 本書特色
計算化學是近年來飛速發展的一門學科，它主要以分子模擬為工具實現各種核心化學問題的計算，架起了理論化學和實驗化學之間的橋梁。《BR》 本書在一個比較嚴格的理論框架中介紹了計算化學，全書分兩部分：基本原理篇和應用篇，共11章。基本原理篇（第1～6章）包括：體系的經典力學描述，勢能面，分子動力學方法，MonteCarlo模擬，相關函數和近平衡態的量子統計理論；應用篇（第7～11章）包括：熱化學，輸運性質，分子光譜的模擬，固體材料和統計數學在藥物、材料設計上的應用。本書盡量介紹具有物理意義的方法，不得已才采用單純的數學模型。為了方便閱讀，本書備有附錄用來介紹重要的數學工具。
計算化學:從理論化學到分子模擬 內容簡介
計算化學是近年來飛速發展的一門學科，它主要以分子模擬為工具實現各種核心化學問題的計算，架起了理論化學和實驗化學之間的橋梁。《BR》 本書在一個比較嚴格的理論框架中介紹了計算化學，全書分兩部分：基本原理篇和應用篇，共11章。基本原理篇（第1～6章）包括：體系的經典力學描述，勢能面，分子動力學方法，MonteCarlo模擬，相關函數和近平衡態的量子統計理論；應用篇（第7～11章）包括：熱化學，輸運性質，分子光譜的模擬，固體材料和統計數學在藥物、材料設計上的應用。本書盡量介紹具有物理意義的方法，不得已才采用單純的數學模型。為了方便閱讀，本書備有附錄用來介紹重要的數學工具。
計算化學:從理論化學到分子模擬 目錄
序
前言
符號說明
緒言
參考文獻
基本原理篇
第1章 體系的經典力學描述
1.1 基本概念
1.2 經典力學
1.2.1 *小作用量原理和Lagrange方程
1.2.2 Hamilton正則方程
1.2.3 *小作用量原理與Hamilton正則方程
1.2.4 Hamilton-Jacobi方程
參考文獻
第2章 勢能面
2.1 Hohenberg-Kohn**定理
2.2 分子結構文件表達方法
2.2.1 直角坐標表達法
2.2.2 內坐標法
2.3 勢能面及其特征
2.4 力場方法
2.4.1 力場方法的勢能表達形式
2.4.2 力場方法的本質和改進
2.5 能量極小化
2.5.1 單純形法
2.5.2 *速下降法
2.5.3 共軛梯度法
2.5.4 Newton-Raphson法
2.6 尋找過渡態
2.6.1 過渡態附近的勢能面特征
2.6.2 勢能梯度的模方
參考文獻
第3章 分子動力學方法
3.1 初等分子動力學原理
3.1.1 Verlet法
3.1.2 蛙跳法
3.1.3 速度Verlet法
3.1.4 位置Verlet法
3.1.5 Beeman法
3.1.6 Gear法
3.2 隨機動力學模擬
3.2.1 Langevin方程及其形式解
3.2.2 隨機動力學中的蛙跳法
3.3 限制性和約束性分子動力學模擬
3.3.1 限制性分子動力學模擬
3.3.2 約束性分子動力學模擬——SHAKE法
3.4 恒壓體系的模擬
3.4.1 標度變換恒壓法
3.4.2 （NpH）系綜的恒壓擴展法（Andersen法）
3.4.3 晶胞可變的（NpH）系綜的模擬——Parrinello-Rahman法
3.5 恒溫體系的模擬
3.5.1 Woodcock變標度恒溫法
3.5.2 Berendsen變標度恒溫法
3.5.3 Andersen熱浴法
3.5.4 恒溫擴展法——Nosé動力學
3.5.5 Hoover動力學
3.6 經典力學的算符方法
3.6.1 概率密度分布函數、Liouville方程
3.6.2 經典LioIJville算符、力學量的時間演化
3.6.3 經典演化算符、時間反演對稱性
3.6.4 Trotter定理和經典演化算符的因子化
3.7 多重時間尺度積分的分子動力學模擬
3.8 Haminlton體系的辛算法
3.8.1 Hamilton力學的辛結構
3.8.2 正則變換的辛結構
3.8.3 線性Harnilton體系
3.8.4 線性Hamilton體系的基于Pad6逼近的辛格式
3.8.5 非線性Hamilton體系的Euler中點辛格式
3.8.6 辛算法實例
3.9 Poincare回歸定理與分子動力學模擬
3.9.1 Poincare回歸定理
3.9.2 構象分析與Poincaré回歸定理
3.10 分子動力學方法的發展和近況
參考文獻
第4章 Monte Carlo模擬
4.1 隨機變量——基礎知識
4.1.1 隨機變量的分布
4.1.2 隨機變量的期望值、方差和協方差
4.2 直接抽樣法
4.3 重要抽樣法
4.3.1 隨機抽樣法
4.3.2 期望值估計法
4.4 Metropolis的Monte Carlo方法
4.5 Monte Carlo方法和分子動力學方法的比較
4.6 Rosenbluth方法——位形偏重的Monte Carlo法
參考文獻
第5章 相關函數
5.1 空間相關函數
5.1.1 位置的概率密度、動量的概率密度
5.1.2 數密度及其漲落的空間相關函數
5.2 正則系綜中的空間相關函數
5.3 時間相關函數
5.3.1 非平衡定態時的時間相關函數
5.3.2 平衡態時間自相關函數的性質
5.3.3 時間相關函數的應用
參考文獻
第6章 近平衡態的量子統計理論
6.1 密度算符
6.1.1 純態和混合態
6.1.2 密度算符的性質
6.1.3 量子Liouville方程
6.2 Green-Kubo線性響應理論
6.2.1 微擾法處理
6.2.2 限定弱外場形式為H'（f）=-F（t）·A的討論
6.2.3 Kubo變換
6.3 線性響應理論的應用
參考文獻
應用篇
第7章 熱化學
7.1 熱化學性質的統計熱力學原理
7.1.1 子的配分函數和體系微觀狀態總數
7.1.2 平動、振動、轉動的配分函數
7.1.3 多原子分子的配分函數
7.2 配分函數與熱力學量
7.3 半經驗方法中的熱力學量
7.4 自由能的模擬
7.4.1 自由能模擬的困難
7.4.2 熱力學微擾法
7.4.3 熱力學積分法
參考文獻
第8章 輸運性質
8.1 擴散
8.1.1 Einstein的擴散理論
8.1.2 Langevin方程求解Brown運動
8.1.3 從擴散的唯象規律出發
8.1.4 Fourier變換法解擴散方程
8.1.5 粒子位移平方的平均值
8.1.6 速度的自時間相關函數
8.2 金屬電導率
8.2.1 弛豫時間法
8.2.2 分布函數偏離量ψ
8.2.3 平衡分布函數
8.2.4 電流密度
8.2.5 電導率張量
8.2.6 并矢vv的Fermi面角平均
8.2.7 小結
8.3 熱傳導
8.3.1 分布函數
8.3.2 電流密度為零的約束
8.3.3 熱流
8.3.4 Sommerfeld展開定理
8.3.5 金屬導熱系數的具體表式
參考文獻
第9章 分子光譜的模擬
9.1 分子的振動
9.1.1 簡正振動
9.1.2 GF矩陣法
9.2 Green-Kubo線性響應理論模擬分子振轉光譜
9.3 分子的電子光譜模擬
9.3.1 躍遷的含時微擾理論
9.3.2 半經典的輻射理論
參考文獻
第10章 固體材料
10.1 晶格、倒易晶格
10.2 晶格動力學
10.2.1 晶格的運動方程
10.2.2 一維單原子晶格
10.2.3 一維復式品格
10.2.4 晶格的簡正振動、聲子
10.3 晶體的熱力學函數
10.4 晶體比熱容的統計理論
10.4.1 晶體比熱容的實驗事實
10.4.2 晶體比熱容的Einstein模型
10.4.3 晶體比熱容的Debye模型
10.4.4 Gruneisen定律
10.5 自由電子氣模型
10.5.1 固體的自由電子氣模型
10.5.2 金屬材料的壓縮系數K
10.6 晶體結構的建模
10.6.1 升華焓方法
10.6.2 變溫Monte Carlo方法
10.6.3 擴散方程法
10.7 Ewald加和近似法
10.7.1 正負電荷重心重合時的Ewald加和
10.7.2 偶極子情況下的Ewald加和
10.8 固體力學性質的模擬
10.8.1 壓強、應力、應變
10.8.2 應力張量
10.8.3 應變張量
10.8.4 廣義Hooke定律
10.8.5 Voigt向量符號法
10.8.6 恒溫-恒壓系綜的virial關系式
10.8.7 力學性質的分子模擬原理
參考文獻
第11章 統計數學在藥物、材料設計上的應用
11.1 統計數學方法
11.1.1 無偏估計
11.1.2 多元線性回歸
11.1.3 數據矩陣的標準化處理
11.1.4 主成分回歸法
11.1.5 偏*小二乘法
11.2 定量構效關系（QSAR）
11.2.1 經典QSAR方法
11.2.2 比較分子場分析法
11.2.3 比較分子相似性指數分析法
11.3 靜電勢的應用
11.3.1 靜電勢
11.3.2 分子的外部表面
11.3.3 表征靜電勢分布特征的物理量
11.3.4 Politzer的GIPF法
11.4 功能分子設計中的QSPR方法
參考文獻
附錄
附錄A 普適物理常量
附錄B 矩陣
附錄C 向量、張量
附錄D 微分、積分和級數公式
附錄E Legendre變換
附錄F Euler齊次函數
附錄G Dirac δ函數、Heaviside階躍函數
附錄H Lagrange待定乘子法
附錄I Fourier變換、Laplace變換
附錄J 辛幾何基礎
附錄K 統計系綜
參考文獻
索引
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