目录
分子动力学
分子动力学是一套分子模拟方法,该方法主要是依靠计算机来模拟分子、原子体系的运动,是一种多体模拟方法。通过对分子、原子在一定时间内运动状态的模拟,从而以动态观点考察系统随时间演化的行为。通常,分子、原子的轨迹是通过数值求解牛顿运动方程得到,势能(或其对笛卡尔坐标的一阶偏导数,即力)通常可以由分子间相互作用势能函数、分子力学力场、全始計算给出。对于考虑分子本身的量子效应的体系,往往采用波包近似处理或采用量子力学的费恩曼路径积分表述方式处理。 分子动力学也常常被采用作为研究复杂体系热力学性质的采样方法。以在由分子体系的不同状态构成的系综中抽取样本,从而计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。 分子动力学最早在20世纪50年代由物理学家提出,如今广泛应用与物理、化学、生物体系的理论研究中。.
查看 分子力学和分子动力学
分子力场
分子力场根据量子力学的波恩-奥本海默近似,一个分子的能量可以近似看作构成分子的各个原子的空间坐标的函数,简单地讲就是分子的能量随分子构型的变化而变化,而描述这种分子能量和分子结构之间关系的就是分子力场函数。分子力场函数为来自实验结果的经验公式,可以讲对分子能量的模拟比较粗糙,但是相比于精确的量子力学从头计算方法,分子力场方法的计算量要小数十倍,而且在适当的范围内,分子力场方法的计算精度与量子化学计算相差无几,因此对大分子复杂体系而言,分子力场方法是一套行之有效的方法。以分子力场为基础的分子力学计算方法在分子动力学、蒙特卡罗方法、分子对接等分子模拟方法中有着广泛的应用。.
查看 分子力学和分子力场
分子对接
分子对接是分子模拟的重要方法之一,其本质是两个或多个分子之间的识别过程,其过程涉及分子之间的空间匹配和能量匹配。分子对接方法在药物设计、材料设计等领域有广泛的应用。.
查看 分子力学和分子对接
分子结构
分子结构,或称分子立体结构、分子形状、分子几何、分子几何构型,建立在光谱学数据之上,用以描述分子中原子的三维排列方式。分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态、颜色、磁性和生物活性。 分子结构最好在接近绝对零度的温度下测定,因为随着温度升高,分子转动也增加。量子力学和半实验的分子模拟计算可以得出分子形状,固态分子的结构也可通过X射线晶体学测定。体积较大的分子通常以多个稳定的构象存在,势能面中这些构象之间的能垒较高。 分子结构涉及原子在空间中的位置,与键结的化学键种类有关,包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。.
查看 分子力学和分子结构
分子马达
分子马达(Molecular motor)是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质,它负责细胞内的一部分物质或者整个细胞的宏观运动。生物体内的各种组织、器官乃至整个个体的运动最终都归结为分子马达在微观尺度上的运动。分子马达將化学键中的能量耦合转化为动能。而化学键中的能量最终来自细胞膜或线粒体膜内外的电化学梯度。.
查看 分子力学和分子马达
理论化学
论化学 运用非实验的推算来解释或预测化合物的各种现象。近年来,理论化学主要包括量子化学,即应用量子力学来解决化学问题。理论化学可以泛泛地分为电子结构、动力学和统计力学几个方面。在解决预测化合物的反应活性的问题时,这几个方面都可能不同程度地涉及到。理论化学其他“五花八门的” 研究领域包括对处于各物态的大块物质化学的数学表征(例如,化学动力学的研究)和研究更晚近的数学进展在基础研究的适用性(例如拓扑学原理在研究电子结构方面的可能应用)。理论化学的这一方面有时被称为数学化学。 理论化学的很大一部分可以被归类为计算化学,虽然计算化学通常指的是理论化学的具体应用并设计一些近似处理,例如一些后哈特里-福克类型的方法,密度泛函理论, 半经验方法 (如PM3) 或 各种力场方法。有些化学理论家应用统计力学提供了联系量子世界的微观现象和体系大块物质的宏观性质的桥梁。 理论上解决化学问题可以追溯到化学发展的早期,但直到奥地利物理学家埃尔温·薛定谔导出薛定谔方程之前,可用的理论工具相当粗糙,并有很大猜测性质。现在,基于量子力学的复杂得多的方法已很普遍。.
查看 分子力学和理论化学
科维理奖
科维理奖(挪威語:Kavliprisen;英語:Kavli Prize)成立于2005年,由挪威科学与文学院、挪威教育和研究部、科维理基金会联合出资。该奖项的主要目标是纪念、支持、认可在天体物理学、纳米科学和神经科学领域做出杰出贡献的科学家,每两年颁发一次。2008年9月9日,第一届科维理奖颁奖仪式在奥斯陆举行,奖项由挪威的哈康王储颁发。每位科维理奖获奖人将获得一枚金牌、一个卷轴和1,000,000美元的现金奖励。.
查看 分子力学和科维理奖
纳米技术
納米技术(Nanotechnology)是一门应用科学,其目的在于研究于奈米规模时,物质和设备的设计方法、组成、特性以及应用。奈米科技是许多如生物、物理、化学等科学领域在技术上的次级分类,美国将其定义为「1至100奈米尺寸尤其是现存科技在奈米规模时的延伸」。奈米科技的世界为原子、分子、高分子、量子点集合,并且被表面效应所掌控,如范德瓦耳斯力、氢键、电荷、离子键、共价键、疏水性、亲水性和量子穿隧效应等,而惯性和湍流等巨观效应则小得可以被忽略掉。举个例子,当表面积对体积的比例剧烈地增大时,开起了如催化学等以表面为主的科学新的可能性。 微小性的持续探究使得新的工具诞生,如原子力显微镜和扫描隧道显微镜等。结合如电子束微影之类的精确程序,这些设备将使我们可以精密地运作并生成奈米结构。奈米材质,不论是由上至下制成(将块材缩至奈米尺度,主要方法是从块材开始通过切割、蚀刻、研磨等办法得到尽可能小的形状(比如超精度加工,难度在于得到的微小结构必须精确)。或由下至上制成(由一颗颗原子或分子来组成较大的结构,主要办法有化学合成,自组装和定点组装(positional assembly)。难度在于宏观上要达到高效稳定的质量,都不只是进一步的微小化而已。物体内电子的能量量子化也开始对材质的性质有影响,称为量子尺度效应,描述物质内电子在尺度剧减后的物理性质。这一效应不是因为尺度由巨观变成微观而产生的,但它确实在奈米尺度时占了很重要的地位。 纳米科技的神奇之处在于物质在纳米尺度下所拥有的量子和表面现象,因此可以有许多重要的应用,也可以制造许多有趣的材质。.
查看 分子力学和纳米技术
詹姆斯·安德鲁·麦卡蒙
詹姆斯·安德鲁·麦卡蒙(James Andrew McCammon,),美国物理化学家、加利福尼亚大学圣迭戈分校教授,以运用理论与计算化学的原则和方法来研究生物系统而知名。2011年被选为美国国家科学院院士。麦卡蒙与斯蒂芬·哈维1987年出版了《核酸与蛋白质的动力学》一书,对分子力学与分子动力学有重要贡献。.
计算力学
计算力学是关于应用计算方法研究服从力学原理的现象的学科。在作为除理论科学与实验科学外“第三条路”的计算科学出现之前,计算力学普遍被视作应用力学的子学科,现在则被视作计算科学的子学科。.
查看 分子力学和计算力学
计算化学
计算化学(computational chemistry)是理论化学的一个分支,主要目的是利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质,例如总能量、偶极矩、四极矩、振动频率、反应活性等,并用以解释一些具体的化学问题。计算化学这个名词有时也用来表示计算机科学与化学的交叉学科。.
查看 分子力学和计算化学
质量加权坐标
质量加权坐标是描述分子内部运动的一套坐标体系.
查看 分子力学和质量加权坐标
量子化学和固体物理学软件列表
量子化学软件,是计算化学中运用量子化学理论方法进行计算的软件。多数程序运用了哈特里-福克方法和一些,及密度泛函理论、分子力学、。这些软件包括开源软件和商业软件,大多体积庞大,历史悠久。.