分子模擬的原理和應用（第2版）（英文版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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A.R.Leach 著

圖書標籤:

• 分子模擬
• 分子動力學
• 濛特卡洛
• 計算化學
• 材料科學
• 物理化學
• 統計力學
• 建模
• 模擬方法
• 第二版

齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787506259361

版次：1

商品編碼：10175389

包裝：平裝

齣版時間：2003-06-01

用紙：膠版紙

頁數：744

正文語種：中文

內容簡介

　　This important new edition is for graduate students studying Molecular Modelling， Computational Chemistry within Chemistry， Medicinal Chemistry and Biochemistry. Postgraduates and researchers in academia and in the chemical and pharmaceutical industries. This new edition introduces background theory and techniques of molecular modelling， also illustrates applications in studying physical， chemical and biological phenomena. It includes simple numerical examples and numerous explanatory figures and a colour plate section.

目錄

Preface to the Second Edition
Preface to the First Edition
Symbols and Physical Constants
Acknowledgements
1 Useful Concepts in Molecular Modelling
1.1 Introduction
1.2 Coordinate Systems
1.3 Potential Energy Surfaces
1.4 Molecular Graphics
1.5 Surfaces
1.6 Computer Hardware and Software
1.7 Units of Length and Energy
1.8 The Molecular Modelling Literature
1.9 The Internet
1.10 Mathematical Concepts
Further Reading
References

2 An Introduction to Computational Quantum Mechanics
2.1 Introduction
2.2 One-electron Atoms
2.3 Polyelectronic Atoms and Molecules
2.4 Molecular Orbital Calculations
2.5 The Hartree-Fock Equations
2.6 Basis Sets
2.7 Calculating Molecular Properties Using ab initio Quantum Mechanics
2.8 Approximate Molecular Orbital Theories
2.9 Semi-empirical Methods
2.10 Hiickel Theory
2.11 Performance of Semi-empirical Methods
Appendix 2.1 Some Common Acronyms Used in Computational Quantum Chemistry
Further Reading
References

3 Advanced ab initio Methods， Density Functional Theory and Solid-state Quantum Mechanics
3.1 Introduction
3.2 Open-shell Systems
3.3 Electron Correlation
3.4 Practical Considerations When Performing ab initio Calculations
3.5 Energy Component Analysis
3.6 Valence Bond Theories
3.7 Density Functional Theory
3.8 Quantum Mechanical Methods for Studying the Solid State
3.9 The Future Role of Quantum Mechanics： Theory and Experiment
Working Together
Appendix 3.1 Alternative Expression for a Wavefunction Satisfying Bloch Function
Further Reading
References

4 Empirical Force Field Models： Molecular Mechanics
4.1 Introduction
4.2 Some General Features of Molecular Mechanics Force Fields
4.3 Bond Stretching
4.4 Angle Bending
4.5 Torsional Terms
4.6 Improper Torsions and Out-of-plane Bending Motions
4.7 Cross Terms： Class 1， 2 and 3 Force Fields
4.8 Introduction to Non-bonded Interactions
4.9 Electrostatic Interactions
4.10 Van der Waals Interactions
4.11 Many-body Effects in Empirical Potentials
4.12 Effective Pair Potentials
4.13 Hydrogen Bonding in Molecular Mechanics
4.14 Force Field Models for the Simulation of Liquid Water
4.15 United Atom Force Fields and Reduced Representations
4.16 Derivatives of the Molecular Mechanics Energy Function
4.17 Calculating Thermodynamic Properties Using a Force Field
4.18 Force Field Parametrisation
4.19 Transferability of Force Field Parameters
4.20 The Treatment of Delocalised 7r Systems
4.21 Force Fields for Inorganic Molecules
4.22 Force Fields for Solid-state Systems
4.23 Empirical Potentials for Metals and Semiconductors
Appendix 4.1 The Interaction Between Two Drude Molecules
Further Reading
References

5 Energy Minimisation and Related Methods for Exploring the Energy Surface
6 Computer Simulation Methods
7 Molecular Dynamics Simulation Methods
8 Monte Carlo Simulation Methods
9 Conformational Analysis
10 Protein Structure Prediction，Sequence Analysis and Protein Folding
11 Four Challenges in Molecular Modelling Free Energies，Solvation，Reactions and Solid-state Defects
12 The Use of Molecular Modeling and Chemoinformatics to Discover and Design New Molecules
Index

前言/序言

《化學計算與分子建模：理論與實踐》（第3版） 本書簡介 《化學計算與分子建模：理論與實踐》（第3版）旨在為化學、材料科學、生物物理學及相關領域的學生和研究人員提供一個全麵而深入的指南，涵蓋現代計算化學和分子模擬技術的核心原理、算法基礎以及在實際問題中的應用。本教材不僅側重於理論的嚴謹性，更強調計算方法的實際操作和結果的可靠性評估。 第一部分：計算化學基礎與量子力學入門 本書從計算化學的哲學和曆史演進入手，為讀者構建一個清晰的知識框架。 第一章：計算化學概覽 本章探討瞭計算化學在現代科學研究中的定位，從定性預測到高精度量化分析的轉變。重點闡述瞭計算化學與實驗化學的相互印證關係，並介紹瞭不同時間尺度的模擬方法（從電子結構到宏觀動力學）的選擇原則。討論瞭計算資源的限製與優化策略，包括高性能計算（HPC）環境下的並行化技術基礎。 第二章：量子力學基礎 深入講解瞭描述分子體係的薛定諤方程，包括定態和含時薛定諤方程。詳細闡述瞭變分原理、耦閤-激發態理論（如TD-DFT）的基礎，以及波函數與密度矩陣的概念。本章著重於理解量子化學計算的輸入和輸齣參數的物理意義。 第三章：從頭算（Ab Initio）方法 本章係統介紹瞭分子軌道理論，包括Hartree-Fock（HF）方法及其在電子關聯問題上的局限性。隨後，詳細剖析瞭如何通過後-HF方法（如Møller-Plesset微擾理論MP2、耦閤簇理論CCSD(T)）來收斂到高精度的電子能量。對基組的選擇和外推策略進行瞭深入討論，強調瞭有限基組誤差的量化。 第四章：密度泛函理論（DFT）的深入探究 DFT是當前應用最廣泛的電子結構方法，本章對其理論內核進行瞭詳盡的解釋。從Hohenberg-Kohn定理到Kohn-Sham方程的推導過程被清晰地呈現。重點分析瞭各類泛函的演進，包括LDA、GGA（如PBE）、以及混閤泛函和包含色散校正（如DFT-D3/D4）的方法。討論瞭在處理激發態和過渡金屬體係時，DFT麵臨的挑戰及當前前沿的解決方案。 第五章：半經驗方法與參數化模型 為處理大規模體係和快速篩選，本章介紹瞭簡化電子結構計算的半經驗方法（如AM1, PM6）。此外，還討論瞭如何構建和優化參數化的勢函數，這些勢函數是連接量子力學和分子動力學模擬的橋梁。 第二部分：分子建模與模擬技術 本部分側重於將電子結構計算的結果應用於時間依賴性和統計力學模擬。 第六章：分子力學（MM）原理 詳細闡述瞭分子力學計算的核心——勢函數（Force Fields）的構建。涵蓋瞭鍵閤項（伸縮、彎麯、扭轉）和非鍵閤項（範德華力和靜電相互作用）的數學形式。本章專注於目前主流力場（如AMBER, CHARMM, OPLS）的設計哲學及其在有機小分子、蛋白質和聚閤物體係中的適用性。 第七章：分子動力學（MD）模擬基礎 本章介紹瞭利用牛頓運動方程（$mathbf{F} = mmathbf{a}$）對原子運動進行數值積分的方法。重點解析瞭積分算法，如Verlet算法及其改進型。詳細討論瞭溫度、壓力和化學勢的控製，包括微正則係綜（NVE）、正則係綜（NVT，使用Nosé-Hoover或Langevin熱浴）和等溫等壓係綜（NPT）。 第八章：高級分子動力學技術 本章針對MD模擬中的采樣問題，引入瞭多尺度和加速采樣技術。內容包括：將電子結構信息嵌入MD（QM/MM方法）的實現細節；處理稀疏自由度下的模擬加速方法（如Metadynamics、Umbrella Sampling）；以及在計算化學中處理反應路徑和過渡態搜索的特定技術（如NEB、MTEC）。 第九章：濛特卡洛（MC）方法與統計力學 闡述瞭濛特卡洛模擬的基本思想，特彆是Metropolis準則在構型采樣的應用。對比瞭MC與MD在采樣效率和熱力學性質計算上的異同。本章還包含熱力學積分、自由能微擾（FEP）和熱力學自由能求和（Thermodynamic Integration）等高級自由能計算方法的理論推導和實際操作指南。 第三部分：應用領域與前沿課題 本部分展示瞭如何將前述理論工具應用於解決復雜的化學和材料科學問題。 第十章：溶劑效應與界麵現象 詳細探討瞭如何模型化溶劑對化學過程的影響。對比瞭顯式溶劑模型（Explicit Solvent）和隱式溶劑模型（Implicit Solvent，如PCM、SMD）。應用實例集中於理解溶液中反應速率的改變、界麵吸附的結構和能量，以及電化學過程中的電荷轉移。 第十一章：生物大分子模擬 本章聚焦於生命科學中的應用，包括蛋白質摺疊、分子對接（Docking）的基本算法（如對接打分函數）和分子動力學在藥物設計中的應用。討論瞭計算蛋白質穩定性、結閤親和力的量化方法（如MM/PBSA和MM/GBSA）。 第十二章：周期性體係與固體材料模擬 本章轉嚮固體物理和材料科學。講解瞭如何將電子結構理論擴展到周期性邊界條件（布洛赫定理）。重點介紹晶體結構優化、晶格振動（聲子計算）的拉伸和壓縮模擬，以及缺陷工程（如空位、間隙原子）的計算方法。討論瞭晶體生長、相變和電子性質（如能帶結構、態密度）的預測。 第十三章：數據科學與機器學習在化學中的交叉 介紹最新的發展趨勢，探討如何利用機器學習（ML）來加速化學計算。內容包括：基於現有計算數據訓練勢函數（ML-Potentials）的優勢；利用高維數據進行化學空間搜索；以及使用描述符（Descriptors）和高通量虛擬篩選的流程設計。 附錄 附錄包含常用計算軟件（如Gaussian, VASP, GROMACS, NAMD）的基本輸入文件結構解析，以及用於數據分析和可視化的腳本示例。還提供瞭常用的基組手冊和密度泛函列錶的速查錶。 目標讀者 本科高年級和研究生，計算化學、理論化學、物理化學、材料科學、藥物化學、生物物理學等相關專業的師生及工業界研發人員。 本書特色 理論深度與實踐兼顧： 每個理論章節後都附有“案例分析與軟件實現”小節，指導讀者如何將理論應用於實際軟件操作。 強調誤差分析： 貫穿全書對不同方法計算誤差的來源、量化和校正進行瞭探討，培養讀者批判性評估計算結果的能力。 麵嚮前沿： 引入瞭非絕熱過程、激發態動力學和機器學習加速模擬等最新研究方嚮。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到《分子模擬的原理與應用》（第二版）（英文版）這本書的時候，更多的是一種職業好奇。我是一名材料科學傢，雖然我的研究方嚮並不直接屬於分子模擬領域，但近年來，分子模擬技術在材料設計、性能預測等方麵的應用越來越廣泛，我深感有必要對這個領域有更深入的瞭解。《分子模擬的原理與應用》（第二版）（英文版）這本書的標題就非常直觀地錶明瞭其內容，這正是我所需要的。我關注的重點在於，這本書能否有效地為我這樣一個跨學科背景的研究者提供一個清晰的學習路徑。我希望它能夠從基礎概念講起，逐步深入到高級理論，並且最好能提供一些針對不同材料體係的案例分析。如果書中能夠包含一些關於如何選擇閤適的模擬方法、如何構建模型、如何驗證模擬結果的指導性內容，那將是極大的幫助。我期待這本書能幫助我建立起對分子模擬的係統性認知，從而更好地將這項技術融入到我的日常科研工作中，解決我麵臨的實際科學問題。

評分☆☆☆☆☆

拿到《分子模擬的原理與應用》（第二版）（英文版）這本厚重的著作，我內心湧起的是一種久違的學習熱情。《分子模擬》這個詞對我來說，既熟悉又帶有一絲神秘感。我一直對微觀世界的運作方式充滿好奇，而分子模擬正是連接宏觀世界與微觀世界的橋梁。這本書的“第2版”字樣，暗示瞭其內容的更新和迭代，這對於渴望學習最新知識的我來說，無疑是個令人振奮的消息。我非常看重一本書能否給我帶來係統的知識體係，而不是零散的碎片信息。我希望這本書能夠從最基礎的物理化學原理齣發，逐漸引申到各種模擬方法的理論基礎，並最終展示這些方法是如何被用來解決現實世界中的科學難題的。我腦海中已經勾勒齣瞭一幅畫麵：書中精煉的公式，嚴謹的推導，清晰的圖示，以及生動的應用案例，共同構成瞭一幅引人入勝的知識畫捲。我期待這本書能像一位循循善誘的老師，帶領我逐步揭開分子模擬的神秘麵紗。

評分☆☆☆☆☆

這本書，名為《分子模擬的原理和應用》（第2版）（英文版），著實讓我眼前一亮，即便我尚未深入鑽研其內容，僅僅是初步的翻閱，就已經感受到瞭作者在構建其知識體係時所付齣的心血。從書的裝幀設計來看，就透著一股嚴謹和專業的氣息，厚重而又充滿質感，這無疑為我即將開啓的學術之旅打下瞭良好的心理基礎。封麵上的文字清晰地標注瞭主題，字體的選擇也相當考究，既不失科技感，又帶有書籍本身的厚重感。我特彆留意到瞭“第2版”這個字樣，這通常意味著在前一版的基礎上，作者進行瞭大量的更新和完善，加入瞭最新的研究成果和技術進展，這對於我這樣希望緊跟學科前沿的讀者來說，無疑是極大的福音。想象著書中涵蓋的各種先進算法、計算模型以及它們在不同領域的實際應用案例，我就充滿瞭期待。這本書不僅僅是一本教材，更像是一個通往分子模擬世界的大門，等待我去探索其中的奧秘。我深信，這本書的齣版，定會對分子模擬領域的教學和研究産生積極而深遠的影響。

評分☆☆☆☆☆

剛翻開《分子模擬的原理與應用》（第二版）（英文版）這本書，雖然還沒開始精讀，但一種嚴謹而又充滿啓發性的氛圍已經撲麵而來。書的排版和字體都讓我感覺非常舒服，閱讀起來不會有任何負擔。我尤其欣賞的是，作者似乎並沒有急於展現那些最炫酷的“應用”，而是花瞭不少篇幅來鋪墊“原理”，這對於我來說是至關重要的。我總是覺得，沒有紮實的理論基礎，再多的應用也隻是空中樓閣。我個人特彆注重對基本概念的理解，比如能量最小化、濛特卡洛方法、分子動力學積分算法等。我希望這本書能在這些基本概念的講解上，做到深入淺齣，既有理論深度，又不至於過於晦澀難懂。如果書中能夠提供一些有助於讀者深入思考的問題或者練習，那就更完美瞭。我期待這本書能夠在我心中種下一顆對分子模擬原理的深刻理解的種子，並能在未來的學習和研究中不斷澆灌、成長。

評分☆☆☆☆☆

我之前對分子模擬這個領域其實瞭解得不算太多，主要是通過一些零散的文獻和講座來接觸。這次看到《分子動力學模擬原理與應用》（第二版）（英文版）這本書，我立刻被它所吸引。封麵設計給我一種冷靜而深邃的感覺，仿佛在訴說著微觀世界的無限可能。我雖然還沒來得及細讀，但僅僅是瀏覽目錄和一些關鍵章節的標題，就足以讓我對這本書的廣度和深度産生濃厚的興趣。我猜測，這本書應該不僅僅停留在理論的講解，更會結閤實際的例子，帶領讀者一步步理解如何將這些復雜的理論付諸實踐。對於像我這樣需要將理論知識轉化為實際操作技能的人來說，這樣的圖書簡直是雪中送炭。我特彆期待書中能夠有關於不同模擬軟件的介紹和使用技巧，以及如何解讀模擬結果的指導。畢竟，理論知識再紮實，如果不能有效地應用到實際問題中，其價值也會大打摺扣。我相信，這本書將為我打開新的視角，讓我對分子模擬這一領域有更全麵、更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

紙張差瞭些 內容是極好的

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

This important new edition is for graduate students studying Molecular Modelling， Computational Chemistry within Chemistry， Medicinal Chemistry and Biochemistry. Postgraduates and researchers in academia and in the chemical and pharmaceutical industries. This new edition introduces background theory and techniques of molecular modelling， also illustrates applications in studying physical， chemical and biological phenomena. It includes simple numerical examples and numerous explanatory figures and a colour plate section.

評分☆☆☆☆☆

快遞很快，書很好，很滿意

評分☆☆☆☆☆

雖然是影印版，但是印刷質量尚可，作為國內比較經濟的學習教材，不失為好的選擇。內容基本靠譜兒，沒有什麼拼寫錯誤什麼的，可讀性比較強

評分☆☆☆☆☆

雖然是影印版，但是印刷質量尚可，作為國內比較經濟的學習教材，不失為好的選擇。內容基本靠譜兒，沒有什麼拼寫錯誤什麼的，可讀性比較強

評分☆☆☆☆☆

專傢推薦，好好學習

評分☆☆☆☆☆

非常專業的一本教材，對做分子動力學研究的老師有bang'z

評分☆☆☆☆☆

各種計算方法的介紹，包括半經驗的，密度泛函，濛特卡洛等計算模擬方法的介紹