南开大学金属和离子晶体chap8详解.pptx

第五章 分子结构Ⅲ计算化学基础（讲座）;§5.0 计算化学发展背景;CM-5/1024 At Los Alamos 1993.06;K computer 2011.6~2012.5;曾 经 的 Top 1;Performance Development ;Rank; “南开之星” 800个Xeon 3.06G CPU, 400个节点，实测计算能力最终达到了3.231万亿次，实测效率达到68.74% TOP 20(预测) Top 42(2004.6) Top 61(2004.11) Top 135(2005.11) Top 235 (2006.6) Top 348 (2006.11) 跌出Top500 (2007.11 第500名 5.93万亿) (2008.11 第500名 12.60万亿) (2009.11 第500名 20.051万亿) (2012.11第500名 76.4万亿);June 2015 TOP500;软件的发展→使用户勿需具备高深的理论知识，只要有一般的计算机应用能力，就可以很容易地完成许多计算化学的简单工作。 大量的化学和生命科学工作者进入该领域，希望应用现代的计算化学技术来辅助、指导他们的研究工作。 预测尚未合成的化合物的性质 (制药、材料) 全面地了解分子的性质(生命科学领域) 理论化学家—主要致力计算化学方法的研究，需要对某个范围内的理论问题具有精深的理解，同时还需要有相当的数学和计算机编程能力。 应用研究—应用已成熟的理论、方法和编写好的软件进行具体体系的研究。;科恩(1923-, Walter Kohn) 因发展密度泛函理论;Martin Karplus(1930-) ;§5.1 计算化学的一些基本概念;The term theoretical chemistry may be defined as a mathematical description of chemistry, whereas computational chemistry is usually used when a mathematical method is sufficiently well developed that it can be automated for implementation on a computer. In theoretical chemistry, chemists, physicists and mathematicians develop algorithms and computer programs to predict atomic and molecular properties and reaction paths for chemical reactions. Computational chemists, in contrast, may simply apply existing computer programs and methodologies to specific chemical questions.;计算化学研究领域： The prediction of the molecular structure of molecules by the use of the simulation of forces, or more accurate quantum chemical methods, to find stationary points on the energy surface as the position of the nuclei is varied. Storing and searching for data on chemical entities (see chemical databases). Identifying correlations between chemical structures and properties (see QSPR and QSAR). Computational approaches to help in the efficient synthesis of compounds. Computational approaches to design molecules that interact in specific ways with other molecules (e.g. drug design and catalysis). ;3. 计算化学研究一般包括以下三个过程： 选择方法—选择描述体系中分子内和分子间相互作用的模型(量子力学或分子力