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力场方法

2021-04-08 22:19动植物百科 人已围观

简介[拼音]:lichang fangfa [外文]:force-field method 在分子水平上用非量子力学计算方法确定物质分子的几何结构与能量关系的方法,又称分子力学方法。它依靠从大量实验数据中推导出来的能...

在分子水平上用非量子力学计算方法确定物质分子的几何结构与能量关系的方法,又称分子力学方法。它依靠从大量实验数据中推导出来的能量函数集来推测一系列分子的性质,如热力学参数、谱学参数和有关的晶体结构参数。此法能给出被研究分子的结构及其空间能,计算结果接近实验观测值。因此,它可在分子水平上模拟许多物理化学过程,促进实验观测向深度和广度发展。

力场方法将分子看作一组靠弹簧力或谐振力维持在一起的原子集。如果这些原子在空间上过于靠近,就会相互排斥,但它们之间由弹簧拉在一起,又不远离,于是出现了键拉伸、键角变形和扭曲等情况,引起分子内部的应力增大。力场方法用表征键长、键角、扭角(二面角)和非键相互作用等势能函数描述分子对假设无应力分子的几何改变所引起的分子内部应力或能量变化:

EsEr+Eθ+Eφ+Enb

式中Er为键伸缩形变能;Eθ为键角形变能;Eφ为扭角形变能;Enb为非键相互作用能。这些势能函数描述了各种形式的相互作用对分子势能的影响。习惯上,将这些势能函数及其有关参数和常数称为力场。

力场方法的主要缺点是,在对某种类型的分子进行计算之前,必须要有一定量的这类化合物的实验结果作为依据。因此它还不能计算新类型的分子,也不能研究与电子效应有关的性质,如轨道相互作用、键断裂等。


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