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分子力学Molecular Mechanics：MM2,MM3,AMBER,UFF,Dreiding.不考虑电子结构，只应用经典物理学定律对分子中原子进行计算。一般算大的有机物肽低聚核酸等分子体系。MM2能量最小化确定稳定构象，单点能计算比较分子的不同构象，通过改变二面角寻找构象空间配置，分子动力学方法研究分子运动。 量子力学方法可以计算分子轨道能级，生成热，来自分子轨道系数的局部原子电荷，静电势能，偶极矩，过度态几何构型及能量，键离解能。 半经验Semi-Empirical：Extended HUckel,AM1,MINDO/3,PM3.量子力学的一种方法。CS-MOPAC与Gaussian一起可以算含有120个重原子和300个原子总数的体系，有机物，有机金属化合物小分子低聚物（肽糖核酸），气相或溶剂环境，基态跃迁和激发态。 从头算：RHF,UHF,MP2.量子力学的一种方法。Chemoffice3d与Gaussian可计算150个原子体系，有机物及有机金属化合物及分子碎片，气相或溶剂氛围，基态跃迁和激发态。 密度泛函：BLYP,SVWN,VWN.量子力学的一种方法。有比HF更高的精度。 单点能计算：（Single Point Energy Caculation）:在给定几何形状的模型中，原子的能量就是势能面上的PES值。 化学计算中的几何优化不能够跨越构象能垒找到一种分子稳定的几何结构。 势能面Potential Energy Surfaces,PES：用于说明原子组成恒定的分子或分子聚集体的空间构象及构象的相对能量。可以区分原子组成略有不同的分子。原子组成不同但分子键合方式不同的分子。同一分子的基态和激发态。 分子几何构型的变化对能量有很大的影响，由于分子几何构型变化而产生的能量的变化称为势能面。势能面是连接几何构型和能量的数学关系。关注全局最小值。局部最小值。鞍点。利用势能面可以计算：Steric Energy势能，Heat of Formation生成热，Dipole Moment偶极矩，Charge Density电荷密度，Polarizability极化率，Electrostatic Potential静电势能，Electron Spin Density电子自旋密度，Hyperfine Coupling Constants超精细耦合常数，Atomic Charges原子电荷。 Single point energy calulations单点能计算：对给定几何构型的分子的能量以及性质进行计算。分子的构型是固定不变的视为一个点。鞍点一般为过度态能量。全局最小能是最稳定的构象，局部最小能是很多稳定构象中的一种。其计算结果可以得到：标准几何坐标Standard Orientation，能量SCF Done:E(rhf)=hartree，分子轨道和轨道能级.轨道对称性以及电子占据情况。O表示占据，V表示未占有。分子轨道的本征值，也就是分子轨道的能量。分子轨道的顺序也就是能量由低到高的排列顺序。找到占有轨道和非占有轨道的交界处就是HOMO和LUMO.电荷分布Mullikin方法total atomic charges可以找到所有原子的 电荷分布情况。偶极矩和多极矩：在Dipole moment单位是Debye. 几何优化：该过程的收敛快慢难易与所用的方法，优化的步骤，收敛的标准（最大力值Maximum，最大力的均方根RMS Force，下次最大位移Maximum Displacement，下次最大位移的均方根RMS Displacement），体系的松弛程度，及初始几何构型等因素有关系。不希望产生鞍点：1调整初始几何构型2使用二面角驱动器3运行分子动力学模拟，允许跨越较小的势能垒，先行对几何构型进行最小化，然后进行几何优化。寻找到的点不一定就是预期的稳定点。 计算方法选择： 1模型的大小。2可用参数。3计算机资源。ab initio法所需时间是模型中原子的四次方量级增加。 Semiempirical法按照原子数的二次方到三次方增加。MM2按照原子数的二次方增加。 |
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 理论计算 |
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