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中国矿业大学分子模拟课件第二章.pdf
分 子 模 拟
牛继南
njn0516@cumt.edu.cn
2011.3
第二章力场
2.1 力场简述
分子力场根据量子力学的波恩-奥本海默近
似，即将一个分子的势能近似看作构成分
子的各个原子的空间坐标的函数，简单地
讲就是分子的势能随分子构型的变化而变
化，而描述这种分子势能和分子结构之间
关系的就是分子力场函数。
1 2
U(r) = k(r−r)
0
2
• 回顾下,以前学过的分子或原子间作用力都
有哪些?
2.2 力场函数的内容
一般而言，分子力场函数由成键项U 、
bonded
交叉项U 和非键项U 三部分构成，
cross nobonded
所以分子总势能为：
U =U +U +U
total bonded cross nobonded
成键项（Bonded Term）
• 键伸缩能 Us
• 键角弯曲能 Ua
• 二面角扭曲能 Ut
• 离平面振动能 Uo
U = U +U +U +U
bonded s a t o
键伸缩能(bond stretching)
• 构成分子的各个化学键在键轴方向上的伸
缩运动所引起的能量变化.
1 2
U = k(r− r)
s 0
2
U = k (r− r)2 +k(r− r)3 +k (r− r)4
s 2 0 3 0 4 0
−a( r−r ) 2
U = D{[1 −e 0 ] −1} r
s 0
1 2
键角弯曲能(angle bending)
• 键角变化引起的分子能量变化.
1 2
U = k(θ−θ )
a 0
2
U = k (θ−θ )2 +k(θ−θ )3 +k (θ−θ )4
a 2 0 3 0 4 0
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