具体描述
本书将模糊数学在化学中的应用成果系统地编纂出来，把零散的知识系统化，并将系统的模糊数学知识与化学知识有机地融合在一起，既向化学宏观领域深化、扩展，又向化学微观领域渗透，概括了模糊数学在化学中应用的全貌，建立起了模糊数学在化学中应用的基本理论框架。使得该书具有较强的理论性与实用性，避免了以往实用性专著理论性不强的弊端。其内容在对经典化学知识的模糊数学描述的基础上，重点放在计量化学研究的前沿领域进行模
现代计算化学：从分子模拟到材料设计 图书简介 本书旨在全面、深入地探讨现代计算化学的理论基础、关键技术及其在化学研究和工业应用中的前沿进展。内容覆盖了从基础的量子力学方法到复杂的多尺度模拟，着重强调如何利用高性能计算平台解决实际的化学和材料科学问题。 第一部分：计算化学的基石 第一章：量子力学基础与电子结构理论 本章详尽回顾了薛定谔方程的建立及其在描述分子体系中的核心地位。重点阐述了波恩-奥本海默近似的物理意义及局限性。随后，本书深入介绍了解析解的困难性，进而系统地展开对近似方法的探讨。 Hartree-Fock（HF）方法：详细剖析了HF方法的原理、自洽场（SCF）迭代过程，并讨论了基组选择（如高斯型轨道）对计算精度和效率的影响。辨析了相关能缺失的本质及其对计算结果的系统性偏差。 密度泛函理论（DFT）：作为现代计算化学的支柱，DFT的理论框架被详尽阐述，包括 Hohenberg-Kohn 定理和 Kohn-Sham 方程。本书将花费大量篇幅比较各类泛函（LDA, GGA, meta-GGA, 杂化泛函）的适用范围和性能差异，特别是针对键能、反应能垒和非键相互作用的准确性评估。 第二章：高级电子结构方法与精度校准 本章聚焦于超越标准DFT方法的精度提升技术，以应对高精度化学反应机理研究的需求。 后HF方法：介绍了Møller-Plesset微扰理论（MPn，尤其是MP2）在处理相关效应方面的优势与计算成本。深入探讨了耦合簇（Coupled Cluster, CC）理论，特别是CCSD(T)作为“黄金标准”的地位及其在基准计算中的应用。 激发态与光谱：阐述了时间依赖性密度泛函理论（TD-DFT）在预测电子吸收光谱、荧光和磷光性质中的应用。同时，介绍了量子化学方法在计算拉曼、红外光谱中的流程和数据解释。 势能面构建与拟合：讨论了如何通过高精度量子化学计算生成反应路径上的能量点，并介绍了几种用于构建全局或局部势能面（Potential Energy Surface, PES）的拟合技术，如多项式拟合和基于神经网络的势函数构建。 第二部分：分子模拟与动力学 第三章：分子力学与经典模拟 本章侧重于宏观尺度和时间尺度的模拟，重点介绍分子力学（MM）的应用。 力场构建与参数化：详述了经典力场（如AMBER, CHARMM, OPLS）中包含的各项能量项（键合、角度、扭转、范德华力和静电相互作用）的物理意义和数学形式。讨论了如何通过实验数据和量子化学计算对力场参数进行优化。 分子动力学（MD）模拟：系统介绍了牛顿运动方程在分子体系中的数值积分算法，如 Verlet 算法。重点分析了温度、压力和能量的控制方法（如 Nosé-Hoover 恒温器和 Berendsen 控温）。 蒙特卡洛（MC）模拟：解释了 Metropolis 准则在采样构象空间中的核心作用，并对比了MD和MC在不同体系（平衡态与相变）中的优劣。 第四章：先进的采样与自由能计算 为了克服经典分子动力学模拟在穿越高能垒区域时的局限性，本章介绍了增强采样技术。 增强采样技术：深入讲解了伞式采样（Umbrella Sampling）的原理及其在计算反应截面（Reaction Coordinate）自由能曲线中的应用。介绍了Metadynamics（元动力学）如何通过添加历史依赖性偏置势加速自由能面的探索。 自由能计算方法：详细阐述了热力学积分（Thermodynamic Integration, TI）和 FEP（Free Energy Perturbation）在计算溶解自由能、配体-受体结合自由能中的精确应用与收敛性判断标准。 第三部分：多尺度建模与材料科学应用 第五章：介观与粗粒化模型 将原子尺度的精确信息桥接到介观尺度是解决复杂体系（如聚合物、生物膜）模拟的关键。 粗粒化（Coarse-Graining, CG）方法：区分了基于力场的CG和基于信息论（如基于势能的映射）的CG方法。重点讨论了如何通过“力映射”或“自由能映射”确保粗粒化模型在宏观尺度上保持正确的物理性质。 介观模拟技术：介绍了耗散粒子动力学（DPD）在模拟软物质和流体混合物中的应用，特别关注其保持流体动力学行为的优势。 第六章：计算化学在材料设计中的前沿应用 本章展示了前述计算方法在具体材料体系中的集成应用。 晶体结构预测与缺陷工程：讨论了使用基于晶格动力学的计算方法（如随机行走算法）寻找稳定晶相。重点分析了点缺陷、晶界对材料电子结构和机械性能的影响。 催化剂表面反应模拟：结合周期性边界条件下的DFT计算，详细分析了非均相催化反应中吸附能、迁移势垒和表面复原过程的计算流程。特别关注了如何利用过渡态搜索算法精确定位关键反应步骤。 高分子与聚合物模拟：介绍了如何利用MD模拟研究聚合物的弛豫时间、玻璃化转变温度（Tg）以及在溶液中的构象变化。讨论了如何将QM/MM方法应用于活性位点附近的精确计算。 本书结构严谨，理论与实践并重，丰富的案例分析和计算流程指导，旨在为化学、材料科学、化学工程及相关领域的科研人员和高年级本科生、研究生提供一本全面、深入的计算化学工具书。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有