分子力学的概念

分子模拟中分子力学（molecular mechanics） 建立在经典力学理论基础上，借助经验和半经验参数计算分子结构和能量的方法，又称力场方法（force field method）。该方法的基本思想是将分子看作是一组靠弹性力维系在一起的原子的集合。这些原子若过于靠近，则会受到排斥力的影响；若远离，则会造成连接它们的化学键的拉伸或压缩、键角的扭曲，引起分子内部引力的增加。每个真实分子的结构，都是上述几种作用达到平衡的结果。

力场

分子可以用一系列带电点(原子}来描述,之间由弹簧连接(键)。

对于该体系的数学描述 ,就是我们所说的力场。

• 力场被用来计算分子的相对势能(相对于同样分子的其它构型)，势能对笛卡尔坐标的一阶导数为零，二阶导数大于零。

COMPASS力场

➢针对凝聚态物质专门优化的分子力场，可用于分子力学研究；

➢价参数和原子点电荷由abinitio数据拟合得到；

➢vander Waals参数通过对实验测得的内聚能和平衡密度数据的拟合得到；

➢适合的范围有：有机和无机分子；

➢可以精确、快速的预测体系的结构、构象、频率以及热物理性质；

➢专门针对-ONO₂体系进行过优化 ,适合研究含能材料体系，同样也适合于金属氧化物体系。

分子力学方法

目的：

通过能量最小化来获得合理的分子结构。

方法：

单个分子:合理的键长，键角及相应二面角；

多分子聚集体系:合理的分子间堆砌构型。

结构优化方法

最速下降法:方向变化大(接近极小点时方向不准)、收敛慢、优化辐度大

共轭梯度法:收敛快，易陷入局部势阱，对初始结构偏离不大

牛顿法:计算量较大，当微商小时收敛快，远离极小点时方向不准

参考文献

[1]《中国大百科全书》总编委会．《中国大百科全书》：《中国大百科全书》出版社，2009

[2] H. Sun, J. Phys. Chem. B, 1998, 112: 7338-7364

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