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  • 分子力学:初步印象(更新中)

    参考教材:《分子动力学的理论与实践》陈正隆

    Term: Molecular Mechanics分子力学; Molecular Dynamics 分子动力学

    【势能面】单个分子或者极少的多分子的能量与结构的计算核心是势能面(PES)。势能面的实质是体系能量对各个自由度的高维向量/函数。势能面上的局部极小点表示局部的稳定构象;鞍点表示过渡态。

    【自由度】主要的自由度有分子内键长(键伸缩)、键角(键弯曲)、二面角(键扭曲)、离开平面距离(键扭曲);分子间范德华效应、静电效应、其他非键效应(即原子团之间的总体效应)等,以及交叉影响的效应。

    【力场】每种自由度对能量的影响以函数的形式写出即为力场。力场的函数中有包含参数,函数包以及参数包合起来成为一种力场,如Amber,MM2,MM3,CVFF等。

    分子动力学模拟常用的软件:Material Studio、CHARMM等。

    力场参数化的原理:将原子视为质点或实心球,利用Hooke定律、Coulomb定律以及Taylor展开等找到能量与原子坐标的关系。由于不同原子对的参数不同、同一原子不同成键形式不同,对应的参数都不相同,参数化的范围有限,不可能对所有原子所有情况都可以得到参数(无穷多),不同力场针对着不同体系,例如Amber适用于有机分子,UFF适用于覆盖全周期表的原子。

    效率与精确度:分子力学由于参数化,计算简单,计算速度非常快。在有些情况,分子力学模拟的结果甚至比从头算法结果更加精确(因为是拟合的结果,对原理的解释比较粗糙)。但是很多情况,由于力场参数的缺失或者体系的复杂,计算结果可能偏差较大。另外,由于无法从原理上验证实验数据,分子力学的结果在某些研究中没有说服力。

    【蒙特卡罗方法】Monte Carlo method 利用随机搜索(以及加权随机搜索)寻找稳定构象的方法。

    //由于我的学习重点并非分子模拟而是电子结构,现在我不会将这部分内容作为学习的重点,不会再分子模拟及分子动力学上花费太多的时间。本文的目的是让我了解这一重要内容,并且在以后用得着分子力学及动力学模拟的时候能够有一个大致的印象。如果有必要,以后会接着学习。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/fnight/p/5167923.html
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