Advances in Quantum Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Lightning Source Inc

作者:Sabin, John R. (EDT)/ Brandas, Erkki (EDT)

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:2005-12

价格:$ 261.03

装帧:HRD

isbn号码:9780120348497

丛书系列:

图书标签:

• 量子化学
• 计算化学
• 分子建模
• 化学物理
• 量子力学
• 从头算
• 密度泛函理论
• 电子结构
• 分子性质
• 化学反应动力学

好的，这是一份关于一本名为《Advances in Quantum Chemistry》的虚构书籍的详细简介，该简介旨在描述一本内容丰富、涵盖量子化学前沿领域的著作，但不包含您提到的那本特定图书的内容。 --- 《量子化学前沿进展：理论、方法与应用》 书籍简介 本书汇集了当代量子化学研究领域最前沿、最具影响力的理论突破、计算方法创新以及在化学、材料科学和生物学中的关键应用。它不仅是对传统量子化学框架的深入探讨，更是对未来计算化学范式的积极展望。本书的编撰旨在为高年级本科生、研究生、博士后研究人员以及寻求拓展知识边界的资深研究人员提供一本全面、深入且具有高度实践指导意义的参考书。 第一部分：基础理论与新颖方法论的深化 本部分着重于量子化学核心理论的再审视与新兴计算范式的构建。我们首先回顾了从薛定谔方程到密度泛函理论（DFT）的演变，并着重探讨了当前限制这些方法的挑战，例如多参考态的精确描述、长程相关效应的处理以及激发态的准确计算。 第一章：高精度波函数理论的再探 本章深入分析了耦合簇（CC）理论的最新发展，特别关注于尺寸一致性、系统可靠性以及计算成本的优化。详细讨论了后-Hartree-Fock方法的收敛性质、截断策略的改进，以及引入更高阶相关激发对计算效率和精度的影响。此外，本章还详述了多参考态微扰理论（MRPT）在处理强相关体系，如过渡金属配合物和基态电子结构不稳定的分子中的应用进展。 第二章：密度泛函理论的突破与局限性 DFT作为计算化学的基石，其发展从未停滞。本章聚焦于新型泛函的构建，特别是那些旨在精确描述范德华力（vdW）、长程交换相关以及高精度自旋-轨道耦合（SOC）效应的泛函。我们详细比较了新的混合泛函、自相互作用校正（SIC）方法以及基于核-核斥力的空间平均校正技术。此外，本章也探讨了非标准密度泛函的开发，例如那些基于能量密度而不是密度本身的泛函设计理念。 第三章：非绝热过程与激发态动力学 理解分子在光照、辐射或电化学环境下的瞬态行为，需要精确描述激发态。本章系统介绍了求解电子激发态的多种方法，包括时间依赖性密度泛函理论（TD-DFT）的最新改进，如$omega$-B97X-V和$Delta$-SCF方法在描述电荷转移和激发态电荷转移（CT/MLCT）中的优势。更重要的是，本章引入了量子动力学模拟的最新进展，如表面跳跃（Surface Hopping）方法及其在描述非绝热耦合区域的精确采样技术。 第二部分：多尺度建模与前沿计算技术 现代化学问题往往涉及不同的尺度和时间范围。本部分致力于介绍如何有效地集成不同尺度的理论，以及利用机器学习和高通量计算来加速发现过程。 第四章：量子化学与分子力场的耦合：多尺度模拟 本章详细阐述了从第一性原理到经典分子力场的桥接技术。重点介绍了如何通过高精度量子化学计算来参数化和验证新型分子力场，特别是在涉及界面现象和复杂流体系统时。深入讨论了 QM/MM（量子力学/分子力学）方法的最新发展，包括如何实现高效的边界条件处理、电荷传递机制的准确映射，以及在酶催化和电催化剂表面的应用案例。 第五章：计算化学中的机器学习与人工智能 人工智能正在重塑计算化学的未来。本章探讨了深度学习（DL）在加速高能势面（PES）构建、预测分子性质以及筛选候选材料方面的应用。我们介绍了描述符（Descriptor）的设计艺术，如使用图神经网络（GNN）来捕捉分子拓扑结构，以及如何利用主动学习（Active Learning）策略来最小化昂贵的第一性原理计算次数，实现对潜在化学空间的有效探索。 第六章：高通量计算与数据驱动的材料发现 本章聚焦于如何将先进的量子化学算法集成到自动化的高通量计算流程中。详细介绍了数据库构建（如结构敏感性质数据库）、自动化工作流的管理工具以及基于贝叶斯优化和进化算法的材料筛选策略。特别关注于使用计算化学筛选具有特定电子特性（如半导体带隙、催化活性位点）的新型二维材料和金属有机框架（MOFs）。 第三部分：前沿应用领域的前瞻性研究 本部分将理论和方法论的应用延伸至当前化学科学中最具挑战性的领域。 第七章：电化学与电子传输的量子模拟 在能源存储和转换领域，准确理解电极界面的电子行为至关重要。本章应用前沿量子化学方法来模拟电化学反应的动力学，包括锂离子电池中的固态电解质界面（SEI）的形成、燃料电池中的氧还原反应（ORR）机制，以及光电催化剂在溶液中的电子激发与弛豫过程。重点讨论了如何使用边界元方法（BEM）与量子化学相结合来处理电解质溶剂效应。 第八章：复杂生物体系的量子化学视角 生物分子内部的电子转移和反应中心通常涉及复杂的金属配位和强电子关联。本章展示了如何应用高精度量子化学方法来解析酶催化循环中的关键过渡态，特别是涉及单电子转移（SET）的氧化还原反应。此外，本章还探讨了药物设计中量子化学的作用，例如预测药物分子与靶点蛋白之间的精确非共价相互作用能量（如氢键、$pi-pi$堆叠）的计算方法。 第九章：强关联系统的处理与新材料的电子结构 对于具有强电子关联的系统，如新型磁性材料、高温超导体以及量子比特材料，传统DFT方法往往失效。本章深入探讨了如何使用受限波恩-奥本海默（f-Born-Oppenheimer）近似、投影方法以及基于量子蒙特卡洛（QMC）技术的最新进展，来准确预测这些材料的磁性、电荷有序性和拓扑性质。 结论：量子化学的未来方向 本书最后总结了当前领域面临的主要挑战——例如实现全局的、高精度且计算成本可接受的化学模拟——并展望了未来十年内量子化学计算可能实现的飞跃，特别是与实验技术的实时同步和自动化理论验证的潜力。 --- 本书特点： 深度与广度兼备： 理论推导严谨，同时注重与实际计算代码的连接性。 前沿聚焦： 包含了近五年内计算化学领域的重大突破和正在形成的方法论热点。 实例驱动： 每一章节都辅以精心挑选的、具有代表性的计算案例研究，帮助读者理解理论的实际应用效果。

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