課程編號(hào)：030001 課程名稱(chēng)：《分子模擬方法》
總 課 時(shí)：54學(xué) 分： 3
開(kāi)課單位：化學(xué)化工學(xué)院 開(kāi)課學(xué)期： 第二
一 教學(xué)目標(biāo)
通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),，使學(xué)生了解該技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,，熟悉和掌握分子模擬方法的理論,、基礎(chǔ)、技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,，了解分子模擬可以用來(lái)解決什么樣的化學(xué)相關(guān)問(wèn)題，為進(jìn)一步在實(shí)際的研究中運(yùn)用分子模擬方法進(jìn)行輔助研究打下基礎(chǔ),。
二 教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配
第一講 緒 論 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹分子模擬方法在化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,，該方法應(yīng)用的科學(xué)意義、與化學(xué)試驗(yàn)學(xué)科研究的相互促進(jìn)關(guān)系,，量子化學(xué)的簡(jiǎn)單理論基礎(chǔ),，量子化學(xué)計(jì)算的理論輪廓------方法和基組。
第二講 分子模擬計(jì)的各種方法 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹分子模擬的不同層次方法
第三講 分子軌道理論 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
多原子分子分子的分子軌道理論的數(shù)學(xué)形式,，包括Hatree近似和Fock近似下的單電子Shrodinger方程,，Roothaan-Hall矩陣形式的方程。
第四講 半經(jīng)驗(yàn)量子化學(xué)計(jì)算方法 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
各種半經(jīng)驗(yàn)量子化學(xué)計(jì)算方法的理論近似方法,。
第五講 單電子的特性 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹分子軌道的形狀與分子反應(yīng)活性的關(guān)系,、電子密度分布、電子布局?jǐn)?shù),、電子自旋密度,、分子軌道和自然分子軌道等在研究化學(xué)問(wèn)題時(shí)的應(yīng)用和分析方法。
第六講 分子軌道理論的基函數(shù) (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹量子化學(xué)計(jì)算時(shí)的基函數(shù),，基函數(shù)的選擇原則,、適用范圍等。
第七講 幾何構(gòu)型優(yōu)化方法 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
分子的幾何構(gòu)型和化學(xué)反應(yīng)過(guò)渡態(tài)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法,。
第八講 分子振動(dòng)頻率和能量修正處理方法 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
分子振動(dòng)光譜的計(jì)算和零點(diǎn)能修正,。
第九講 相關(guān)能及分子激發(fā)態(tài) (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
講解分子的相關(guān)能處理方法,，分子的激發(fā)態(tài)，可見(jiàn)-紫外光譜,。
第十講 密度泛函計(jì)算方法 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹密度泛函理論方法和TD-DFT含時(shí)密度泛函方法,。
第十一講 分子動(dòng)力學(xué)模擬簡(jiǎn)介及發(fā)展歷程 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹動(dòng)力學(xué)的各種模型，各種模型在應(yīng)用中不斷提高精度的發(fā)展歷程,。
第十二講 分子力學(xué)力場(chǎng)簡(jiǎn)介 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
分子能量函數(shù)表達(dá)形式,。
第十三講 分子動(dòng)力學(xué)模擬的基本原理 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程及積分方法、邊界條件的設(shè)定,、算法程序,。
第十四講 分子建模 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹Packmol、Gaussian 09,、Materials Studio等多種軟件,，突出建模時(shí)的技巧。
第十五講 分子動(dòng)力學(xué)模擬流程 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹分子動(dòng)力學(xué)模擬輸入文件的設(shè)定方法,，相關(guān)計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)的分析方法,。
第十六講 軟件的安裝應(yīng)用 (學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí))
介紹M.Dynamix、Gaussian 09,、Materials Studio等軟件的安裝,、使用。
第十七,、十八講 上機(jī)具體操作 (學(xué)時(shí)數(shù) 6學(xué)時(shí))
具體講授軟件在應(yīng)用中的操作方法,，練習(xí)、熟悉操作步驟,，觀看計(jì)算結(jié)果的輸出形式,，輸出結(jié)果的物理意義，結(jié)果數(shù)據(jù)的圖形化輸出,，結(jié)果的存儲(chǔ),、拷貝、打印等等,。
教材及主要參考書(shū)：
1,、《Gaussian 09 使用手冊(cè)》
2、《HyperChem for Windows》
3,、《計(jì)算化學(xué)》（《Computational Chemistry》）David C. Young. Cytoclonal Pharmaceutics Inc.
4,、《分子模擬(從算法到應(yīng)用)》汪文川
5、《分子模擬的原理與應(yīng)用》Leach, A. R.
預(yù)修課程：
物理化學(xué),、結(jié)構(gòu)化學(xué),、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)。