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第一章 分子模拟概论1

1.1 新领域1

1.2 原子水平的模拟2

1.3 计算机实验4

1.4 检验理论筛选实验7

1.5 第三种科学研究的方法10

第二章 分子力场12

2.1 振动光谱与力常数12

2.2 内坐标13

2.3 光谱力常数力场14

2.4 经验势函数力场17

2.4.1 DREIDING力场18

2.4.2 UNIVERSAL力场22

2.4.3 COMPASS力场27

2.5 电荷平衡法31

2.5.1 电荷领带于原子能量32

2.5.2 静电平静33

5.2.3交叠校正35

2.5.4 Qep计算结果比较36

参考文献36

第三章 分子力学方法38

3.1 基本原理38

3.2 结构优化方向40

3.3 体系边界42

3.3.1 周期边界43

3.3.2 非周期边界43

3.4 体系的压强45

参考文献46

第四章 分子动力学方法47

4.1 基本原理47

4.2 数值算法49

4.2.1 标准Verled算法49

4.2.2 Summed Verled算法50

4.3 抽样统计与宏观性质51

4.4 统计系综的实现54

4.4.1 等温统计55

4.4.2等压统计56

4.5 体系的外力场58

参考文献59

第五章 分子蒙特卡洛法60

5.1 真实分子蒙特卡洛法61

5.1.1 简单抽样方法64

5.1.2有偏抽样方法66

5.2 旋转异构态蒙特卡洛法69

5.2.1 旋转异构态模型70

5.2.2 放置异构态-蒙特卡洛方法75

5.2.3 放置异构态模型与平均键构象76

5.2.4 条件概率和先验概率的计算方法77

参考文献82

第六章 介观尺度模拟85

6.1 介观尺度的计算机模拟86

6.2 动态平均场密度泛函法87

6.2.1 原理87

6.2.2数值计算91

6.3 软粒子动力学法92

6.3.1 原理93

6.3.2 应用99

参考文献100

第七章 分子模拟软件(MP)101

7.1 概述101

7.1.1 “分子的性质101

7.1.2 软件的概况102

7.1.3 软件的安装103

7.2 软件的功能103

7.2.1 主窗口103

7.2.2 图形窗口104

7.2.3 按扭窗口105

7.2.4 菜单窗口106

7.3.2 结构显示功能113

7.3 文件与分子结构113

7.3.1 存取分子结构文件113

7.3.3 构造一个分子115

7.3.4构造一个多分子体系119

7.3.5删除部分分子片段119

7.3.6分子结构文件的格式119

7.4 计算方法120

7.4.1 分子力学120

7.4.2 分子动力学123

7.4.3 构象能量124

7.4.4 量子力学127

7.5.2 分子力学计算结果128

7.5.3 动画显示128

7.5 分析方法128

7.5.1 文件信息128

7.5.4 几何测量131

第八章 分子识别与催化剂的选择性132

8.1 分子识别手性六螺烯132

8.1.1 高分子拆分子133

8.1.2 不同的分子间相互作用135

8.2 不对称催化反应的分子模拟137

8.2.1 模型的建立138

8.2.2 修饰剂在足够大铂金属平面上的识别作用138

8.2.3 修饰剂在铂金属簇上的识别作用141

8.3 茂金属催化丙烯聚合的头尾选择性143

8.3.1 计算机实验146

8.3.2 计算结果及讨论148

参考文献151

第九章 催化剂活性的预报154

9.1 中心金属的净电荷154

9.2 受限几何催化剂154

9.2.1 分子结构模拟的方法156

9.2.2 分子结构的实验数据157

9.2.3 Qep电荷与CGM的活性159

9.3 不同硅桥联茚基全同立构聚丙烯金属茂催化剂160

9.3.1 分子模拟方法161

9.3.2 催化剂设计原理162

9.3.3 催化剂的结构和电荷163

9.3.4 催化剂的活性164

9.3.5 催化剂的立构选择性165

9.4 超支化催化剂166

9.4.1 研究对象167

9.4.2 分子模型及计算方法167

9.4.3 分子力场的合理性169

9.4.4 Fz系列的活性169

9.4.5 G系列的活性170

9.5 非桥联锆茂催化剂的温度效应171

9.5.1 催化剂构象态的搜索172

9.5.2 催化剂构象态的动态行为177

9.5.3 实验结果及讨论181

参考文献184

第十章 高分子链构象态的跃迁188

10.1 低能量通道及侧基的协同取向行为189

10.2 聚甲基丙烯酸三苯甲基酯螺旋分子链的构象态跃迁191

10.3 高分子构象态跃迁机理193

参考文献198

第十一章 高分子链的局部构象与统计尺寸的预报199

11.1 侧基取向模型199

18.1.1 “内坐标相关法“基本原理200

11.2 聚丙烯酰胺201

11.3 聚(3-乙基噻吩)202

参考文献207

第十二章 高性能树脂的性能预报209

12.1 高分子晶体结构的模拟210

12.2 力学性质的模拟216

参考文献219

第十三章 高分子玻璃态的运动与玻璃化转变220

13.1 聚合物玻璃态的分子运动从单键到多键单元的特征220

13.2 聚合物在玻璃化转变前后的构象态跃迁行为225

13.3 高玻璃化转变温度材料的估算参考文献230

参考文献232

第十四章 高分子链的结晶行为234

14.1 模拟方法和模型235

14.2 聚乙烯链在结晶过程中形态的变化236

14.3 结晶过程中体系的能量变化242

14.4 单链的内聚阶段和本体的晶体熔融过程247

14.5 结晶过程中回转半径的变化248

14.6 片晶的扭动249

参考文献250

第十五章 聚合物的共混252

15.1 热力学基础252

15.2 描述聚合物溶液的理论254

15.3 描述聚合物共混的理论256

15.4 模拟分子间相互作用参数258

参考文献259

16.1 RIS蒙特卡洛法261

16.2 单分子链的玻璃态261

第十六章 高分子受限链的熵与焓261

16.2.1 受限链的玻璃态263

16.2.2 分子链的生成264

16.2.3 取样方法和样本数的确定265

16.2.4 分子链的构象能量与DSC实验结果266

16.3 高分子的链构象分布271

16.3.1 复杂的高分子链构象问题271

16.3.2 末端距与构象能272

16.3.3 高分子链空间构象分布的复杂性277

参考文献278

第十七章 高分子的构象弹性279

17.1 构象弹性的原理280

17.2 构象弹性的理想形变行为282

17.3 链构象态分布函数286

17.4 形变中的自由能287

17.5 简单拉伸288

17.6 橡胶大形变的物理290

17.7 化学结构对形变的影响291

17.8 内能项弹性力292

17.9 聚合物的构象弹性的理论张力293

17.10 温度依赖性294

参考文献295

第十八章 分子光谱的预报297

18.1 从分子动力学到振动光谱298

18.1.2 内坐标相关法的应用302

18.2 高分子液态拉曼光谱的模拟306

18.2.1 计算方法307

18.2.2 聚氧乙烯的构象分布308

18.2.3 聚乳酸的柔顺性311

参考文献316