高等學校化學實驗教材：分子模擬實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　 《分子模擬實驗》共分三部分。第一部分簡要總結瞭量子化學及經典分子力學的基礎理論知識；第二部分詳細介紹瞭chem3D的使用方法與技巧，以供學生隨時查閱；第三部分設計瞭六個具有代錶性的典型實驗與一個綜閤實驗，每個實驗後均有相應的練習題，以鞏固所學知識。
《分子模擬實驗》可作為綜閤性大學和高等師範院校化學類專業結構化學課程的配套實驗教材。

目錄

緒論
第一部分 基本理論及計算方法簡介
第一章 量子力學方法
1．1 Hartree-Fock與Hartree-Fock-Roothaan方程
Schrodinger方程
Born-Oppenheimer近似
Hartree近似及自洽場方法
原子軌道的綫性組閤（1inear combination of atomic orbitals，LCAO）近似
Hartree-Fock近似及Roothaan-Hall方程
1．2 電子相關模型（post Hartree-Fock理論）
組態相互作用（configuration interaction，cI）模型
微擾理論
1．3 密度泛函理論
1．4 基組
原子軌道的綫性組閤（LCAO）
Slater類型軌道（slater-type orbitals，STO ）基組
Gaussian類型軌道（Gaussian-type orbitals，GTO）基組
收縮基組（STO-nG基組）
分裂價基組
1．5 半經驗方法
全略微分重疊（CNDO，complect neglect of differential overlap）
間略微分重疊（INDO，intermediate neglect of differential overlap）
忽略雙電子微分重疊（NDDO，neglect of diatomic differential overlap）
EHMO（擴展的Huckel分子軌道方法）和PPP（Pafiser-Parr-People）方法
1.6 分子等值麵圖及性質圖
等值麵圖
分子軌道（molecular orbitals）圖
電子密度（electron density）圖
電子自鏇密度（electron spin density）圖
靜電勢（electrostatic potential）圖
電子密度映射圖
靜電勢映射圖
分子軌道映射圖

第二章 分子力學方法
2．1 勢能函數形式
伸縮勢（EstrechA），彎麯勢（EbendA）
扭轉勢（Etorsion）
非鍵相互作用勢（Enon-bonded）
2．2 力場參數
2．3 原子類型、化學鍵類型
2．4 常見力場類型

第三章 分子動力學模擬
3．1 分子動力學模擬的基本流程
3．2 分子動力學模擬運動方程的求解
運動方程
勢能函數y（rn）
運動方程的積分算法
初始化條件
3．3 統計係綜
NVE係綜（微正則係綜）
NVT係綜（正則係綜）
NPT係綜（恒溫恒壓係綜）
NPH係綜（恒焓恒壓係綜）
3．4 結果分析
3．5 周期性邊界條件

第四章 分子構型優化及溶劑化模型
4．1 分子構型優化
勢能麵
構型優化
4．2 溶劑化效應
顯式溶劑化模型
隱式溶劑化模型
參考文獻

第二部分 chem3D軟件簡介
第五章 Cllem3D軟件設置
1．打開菜單“File→Preferences”，進行設置
2．打開菜單“File→Model Settings”進行設置
3．視窗（view）菜單的設置
4．工具欄（toolbars）的設置
5．關閉Chem3D-

第六章 Chem3D軟件詳解
1．菜單和工具欄區
2．文件菜單部分
3．編輯
4．視窗
5．結構
6．計算模塊
7．分子麵模塊
8．工具欄
9．Chem3D支持的文件格式
10．振動模式

第三部分 實驗內容
第七章 分子結構模型創建和優化計算
7．1 建模的三種方式
1．分子式輸入直接建模法
2．化學鍵建模法
3．利用ChemDraw二維平麵圖建模
4．其他建模方式
7．2結構處理
1．加氫飽和價鍵
2．加電荷
7．3結構調整和優化
7．4分子結構的確定
1．原子類型的確認
2．分子結構的閤理顯示

第八章 分子軌道計算和分析
8．1 分子軌道等值麵圖
8．2 總電子密度圖
8．3 靜電勢圖
8．4 靜電勢、分子軌道對總電子密度的映射圖
8．5 電子自鏇密度圖
8．6 溶劑麵

第九章 勢能麵計算
9．1 分子的解離能量麯綫
9．2 復雜分子之間的弱相互作用模擬
9．3 分子構象搜索
9．4 H3體係共綫勢能麵的模擬

第十章 化學反應模擬
10．1 熱力學參數的計算
10．2 優化搜索過渡態
1．過渡態猜測和優化
2．過渡態的確認
3．氫抽提反應
10．3溶劑化效應

第十一章 分子光譜模擬
11．1 紅外光譜模擬
11．2 拉曼光譜模擬
11．3 紫外可見光譜模擬
11．4 核磁共振（NMR）譜模擬

第十二章 生物大分子模擬
12．1 蛋白質和DNA的立體結構
12．2 分子對接
12．3 分子動力學模擬

第十三章 綜閤實驗
1．反應物和産物分子的電子結構
2．構象搜索與分子間長程相互作用
3．反應途徑計算
4．光譜模擬
5．分子動力學模擬
附錄
附錄I 繪製三維圖形
附錄Ⅱ 非綫性擬閤
附錄Ⅲ 紅外光譜圖模擬
書評一
書評二
書評三

精彩書摘

量子化學是一門以量子力學原理為基礎的科學。雖然量子力學理論框架早在19世紀初就已經建立起來，但直到近百年後，量子力學纔被大量應用於處理實際問題。這主要是歸功於計算機技術的發展，將復雜的數學公式編製成計算機程序和軟件，進行數值計算，從而獲得可以與實驗結果直接或間接相比較的結果。特彆是近年來，隨著計算機硬件計算速度的提高和量子化學計算軟件的不斷改進和完善，已經可以在普通微型計算機上完成小規模的量子化學模擬計算瞭。因此，計算化學正逐漸變成交叉學科，成為一種強有力的工具，在化學、生命科學、材料科學等方麵發揮著重要的輔助作用。
針對化學問題的計算化學，因為其研究對象是化學意義上的分子或原子，所以通常被稱為“分子模擬”。一般來說，分子模擬包括兩大類，一類是量子力學（quantum mechanics）模型，簡稱QM模型；另一類是分子力學（molecular mechanics）模型，簡稱MM模型。兩者的主要區彆在於解決問題的齣發點不同。

前言/序言

計算化學早已成為一套有效、有用、有利的化學研究手段。然而，作為化學專業本科生必修課的結構化學，仍然停留在公式與理論的課堂灌輸層麵。本實驗教材就是為瞭解決這種不協調的教學局麵而編寫的。采用Chem3D應用軟件，結閤GAMESS、Mopac等量子化學計算程序與MM2分子動力學模擬程序，對化學熱點科學問題進行計算模擬，培養學生的理論思維，激發學生的科研興趣。
本實驗教材內容豐富，不但包含瞭當前應用廣泛的電子相關理論及密度泛函理論，而且涵蓋瞭從小分子到生物大分子的化學體係；不但涉及分子幾何結構的創建、電子結構分析、熱力學參數計算、光譜模擬（紅外、紫外、拉曼、核磁）等常規計算，而且包括分子一分子之間的相互作用、化學反應動力學（中間體、過渡態、活化能）、分子動力學模擬等熱點問題。
本教材共分三個部分。第一部分簡要總結瞭量子化學及經典分子力學的基礎理論知識；第二部分詳細介紹瞭Chem3D的使用方法與技巧，以供學生隨時查閱；第三部分設計瞭六個具有代錶性的典型實驗與一個綜閤實驗，每個實驗後均有相應的練習題，以鞏固所學知識。
本書由武漢大學化學與分子科學學院王寶山和侯華共同編寫。程功臻教授對分子模擬實驗的開設以及本書的編寫給予瞭大力支持與幫助，在此錶示衷心的感謝！
本書承濛中國科學院化學研究所研究員孔繁敖教授，山東大學劉成蔔教授以及華東師範大學、紐約大學張增輝教授審閱。三位教授提齣許多寶貴的建設性修改意見，在此緻以誠摯的謝意！
高等教育齣版社鮑浩波編輯對書稿提齣瞭許多建設性的修改意見，對本書的齣版給予瞭自始至終的關心與支持，在此緻以誠摯的謝意！
限於編者的水平，本書難免存在不少紕漏，懇請讀者批評指正！
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評分☆☆☆☆☆

《分子模擬實驗》可作為綜閤性大學和高等師範院校化學類專業結構化學課程的配套實驗教材。近似

評分☆☆☆☆☆

　　《分子po模擬實驗》可v作為z綜閤C性大學和高等I師範院校P化學類專業V結V構化學課程的b配套實驗i教材。

評分☆☆☆☆☆

內容實用，對分子模擬的學者有幫助。

評分☆☆☆☆☆

不錯，，，，有時間仔細讀讀。。。。。

評分☆☆☆☆☆

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任何對這一部分內容的概括，都不可避免地要犧牲掉其細節的豐富性，而細節恰恰是這一敘述最可珍視的組成部分。我隻想談談我感觸最深的一點，就是勞動與勞動者疏離、勞動外在於勞動者的現象。調節環工廠15歲的女工陶玉鳳手法靈巧，她為胸罩放置襯骨，“她左手的大拇指上戴著一隻頂針，每放一副襯骨到鬆緊布裏邊的時候，那金屬片就會碰得哢嚓作響。哢嚓，哢嚓—那聲音有節奏地響著，像是一隻節拍器，快得我都數不過來。一個下午，我看著玉鳳放完瞭幾韆個襯骨……通常情況下，她會連續十個小時放置一個型號的胸罩襯骨。她可以做到不用中斷手中的活兒，不用抬頭也能迴答我的提問”。陶玉鳳說道：“說實話，我經常會感覺很平靜。一個人乾活兒，沒有人來打擾我。尤其是我什麼也不用考慮。如果我要考慮什麼事情，那就做得沒有這麼快瞭。所以，我盡量讓自己的腦子裏麵什麼也不要想。”對這種工作狀態，我們很難說它有多麼不好，但我感覺，在這平靜裏麵有某種讓人窒息的東西。在當地以臨摹歐美繪畫齣口海外為業的繪畫作坊裏，海斯勒問女畫師：“你喜歡畫畫嗎？”對方斬釘截鐵地迴答他：“不喜歡，一點都不喜歡。”海斯勒寫道：“她從來沒有因為興趣而畫過畫—當我問她有沒有這種可能性時，她看我的眼神好像是我的腦子進瞭水……我問她，她畫的哪一幅畫自己最喜歡，她說道：‘我一幅也不喜歡。’我問她有沒有崇拜過莫奈或者凡.高這類著名藝術傢的作品，她給齣瞭類似的迴答。‘沒有我最喜歡的作品，’她說道，‘那類作品跟我們現在畫的東西沒有任何聯係。’”再沒有什麼比這更生動地錶現何為“異化”瞭。對中國現代化進程的種種代價，已有太多討論，但對人的異化這一代價，我們談論得還很少。假如人被抽空瞭，那麼現代化的意義究竟在哪裏呢？

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不錯的東西。

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1．3 密度泛函理論

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