计算化学研究方法与分子模拟技术初步.PPTVIP

当前, 计算机技术的快速发展和量子化学软件包的成熟为计算化学的发展提供了很好的条件. 目前, Intel的四核2.4G处理器已经面世, 因此, 一两万元就足以开展计算化学的研究, 十万元就可以组建一个相当规模的计算集群. 在这种情况下, 越来越多的研究人员开始从事计算化学的研究, 同时每年有很多研究生加入到计算化学的研究队伍中. 但是, 进行计算化学研究不仅需要一定的化学知识和量子化学理论基础, 而且有一定的研究模式来把化学问题和计算结果联系起来. 因此, 进行计算化学及其应用的系统学习和训练就成为许多初级研究人员的任务. 对于计算化学而言, 我们必须掌握量子化学理论, 势能面理论, 计算机技术等等, 在此基础上明确各种理论方法的适用范围, 使用时的限制, 其可靠程度等等. 我们始终坚持一个思想, 即我们所有的工作是为了解决问题, 为了解决化学问题, 而不是为了计算而计算. 简而言之, 就是学以致用! 必备条件 量子化学基础 PC机 熟悉Windows以及Linux操作系统 当然, 学习计算化学, 需要一些必要的知识和条件, 大家还要边学习, 边做练习, 这样才能真正理解各种概念和理论的含义. 一般而言, 学习需要一定的量子化学基础, 但是大家学习过结构化学, 知道薛定谔方程, 电子组态也就足够了. 计算机是必须的, 软件大家自己准备 计算机操作系统应该掌握Windows和Linux两种, 因为Windows对于搭建模型和处理数据十分方便, 而Linux对于并行是十分方便的, Windows在并行计算方面就要差很多.虽然Gaussin03的D.01版本支持Windows下并行, 但是也是采用了微软提供的仿Linux服务. 参考资料 量子化学: 基本原理和从头计算法(上,中册), 徐光宪, 黎乐民 Quantum Chemistry, 第五版, I. Levine Molecular Modeling – Principles and Applications, A. R. Leach (Addison Wesley Longman) Computational Chemistry – Introduction to the theory and applications of molecular and quantum mechanics, E. Lewars (Kluwer) A Chemist’s Guide to Density Functional Theory, W. Koch and M. C. Holthausen (Wiley) 参考资料（续） Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, J. B. Foresman and A. Frisch (Gaussian Inc.) Gaussian03用户使用手册(中文) 关于计算化学的参考书, 在量子化学方面, 主要是徐光宪先生和黎乐民先生的量子化学的上册和中册, Levine的量子化学第五版进行了计算化学方面的补充, 是不错的, Leach的分子模拟中量子化学讲述比较简明扼要, 但是其中关于分子模拟 的更普遍的问题讲述很好, 对于从更广义的角度来看待和处理量子化学化学问题, 特 别是对于大体系的处理是非常开阔眼界的. 以上两本英文书, 世界图书出版公司有在大陆销售的影印本. Lewars的计算化学讲述比较详细, 但是对过渡金属方面太少, Koch和Holthausen的密度泛函指南是化学家学习密度泛函的标准教材, 其中有专门对各种计算体系评价的章节. 当然, Gaussian公司为计算化学的发展提供了重要的学习材料, 就是这本用电子结构方法研究化学问题, 它把很多可用Gaussian软件研究的化学问题选为测试用的例子, 对计算十分有帮助. 如果你的计算体系和方法与其中的例子相同或相近, 就很容易进行正确的研究. 再接下来就是Gaussian的用户使用手册了, 这需要不断的看, 没事就看, 遇见问题就查, 再联系后面的参考文献. 我们所研究的对象必然与环境有关, 比如其温度, 状态, 是气体, 液体还是固体, 压力, 搅拌, 等等, 而我们量子化学计算的是体系在真空, 0K下的性质, 为了能够从理论上对它们进行研究, 必须将实际的化学问题模型化, 比如我们计算了一个水分子的结构, 那么我们对应最近的可能是水分子在气态下的结构, 与其在液态下的结构差别就很大了, 在计算化学研究中, 关键就是针对所研究的化学对象, 所感兴趣的化学问题, 进行模型化, 模型化的好坏直接关系到研究结果的可靠性, 重要性. 所有计算化学上的好文章, 都满足这个要求. 在计算中, 主要是把分子结构,