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分子模拟复习1. 与实验相比较，计算机模拟的优点：1) 成本降低 2)增加安全性 3)可研究极快的反应和变化 4)得到较佳的准确度 5)增进 对问题的了解2. 分子的力场含有许多参数，这些参数可经由量子力学计算或实验方法得到3. 蒙特卡罗方法：借由系统中质点(原子或分子)的随机运动，结合统计力学的概率分配原理，以得到体 系的统计和热力学资料4. 分子模拟方法有哪些？量子力学方法,分子力学方法,分子动力学模拟，蒙特卡洛模拟和布朗运动模拟5. 常见的力场：1) MM 形态力场 2 ) AMBER 力场 3 ) CHARMM 力场 4)CVFF 力场 5) CFF 力场6. 常见分子模拟软件包:1 )AMBER 力场 2 )CHARMM 3) GROMACS 4) NAMD 5) TINKER 6)DLPOLY7. 第二代力场的特点:力场的形式远较第一代力场(经典力场)复杂, 需要大量的力场数其设计的目的为能精 确地计算分子的各种性质，如结构、光谱、热力学特性力常数的推导除引用大量的实验数 据外，并参照精确的量子力学计算结果尤其适用于有机分子和不含过渡金属元素的分子系 统8. 联合原子力场：将原子基团合并考虑的简化力场。

如针对长链烷基化合物所设计的力场此力场将甲基与亚甲基均视为一原子团，质量分别为15及14原子质量单位原子团的中心位于碳原子上9. 模拟体系中分子模型的建立是实现分子模拟的基础通常情况下，基于力场的分子模拟 其数学建模的建立划分为两个阶段：1)原子、基团、分子的数学坐标的建立:2)力场函数 形式的选取及参数的分配10. 利用实验手段获得分子结构(数学坐标)一般是模拟工作者的第一选择目前，可以获 得分子结构的实验手段主要包括：X射线衍射法,NMR谱等实际模拟中，一些大分子蛋白 及核酸3D晶体结构可以从蛋白质数据库得到此外，许多模拟对象的几何结构可以通过理 论计算和一些建模软件得到11. 分子结构的数学表述由至少由两个部分组成，即原子的类型和原子的几何坐标12. 通常情况下，分子的内坐标由原子序号、原子类型、键长、键角和二面角等组成，用以 表述分子的结构信息13. 若分子含有N个原子，其势能为3N个笛卡尔坐标的函数；亦可以表述为3N-6（线性分 子为3N-5 ）个内坐标函数14. 一般常用分子力学方法计算分子的最低能量构象、构型转换能障、振动频率和各种热力 学性质15. 复杂的分子的总势能一般可分为各类型势能的和，即，总势能=键伸缩势能+键角弯曲势能+二面角扭曲势能+非键结势能+库仑静电势能+交叉 项16. TINKER 软件包是 Jay William Ponder 教授开发的一个较完整的分子模拟软件包，涵盖 分子力学、分子动力学模拟、蒙特卡罗模拟等计算。

可以使用许多常用的力场及参数，如 Amber力场,CHARMM力场,MM系列力场以及Ponder等发展的AMOEBA极化原子多极矩力 场17. 势能面上两极小点间的转换途径称为反应（途径）路径将反应路径中各点能量连成的 曲线称为反应能量曲线，进行路径的变化坐标称为反应坐标18. 分子的任一几何位臵坐标，即任何一种构象，对应于势能面的一点，具有一定的势能19. 在温度不为0K的情况下，分子的构象能除了势能外，还包括平动能,转动能与振动能20. 目前，模拟计算的成败很大程度上取决于力场的适用性、计算速度的快慢、计算方法的 正确性以及起始结构的合理性21. 分子模拟中，一个好的数值积分方法应具备：1）耗时少，储存量少 2）允许长时间步长, t. 3）满足能量守恒定律 4）时间可逆 5）方程简单，且易于程序化22. 通常情况下，积分步长应小于系统中最快运动周期的1/1023. Verlet 积分法的缺点是速度计算式中包含 1/dt 项，由于实际计算中通常取很小的步 长 dt 值，容易导致误差为了矫正此缺点， Verlet 发展出另一种 2 蛙跳的计算方法24. 模拟计算中，为使计算中系统的密度恒定，通常采用周期性边界条件。

位于中央的盒子 表示所模拟的系统，其周围的盒子与模拟系统具有相同的排列和运动25. 模拟计算中，常采用最近镜像的概念,因此需采用截断半径的方法计算非键结的远程作 用力,否则会因重复计算粒子所受的力而导致不正确的结果截断半径最大不能超过盒长的 一半26. 恒能系统中，总动能在3/2 NkBT上下呈现约10%的涨落，此时的系统称为已达热平衡 状杰仅当系统达到热平衡状杰后，才开始存储计算的轨迹和速度27. 径向分布函数可以解释为系统的区域密度与平均密度的比28. 相关函数的物理意义为一个物理量随时间改变后与其起始时的相关性29. 除了直接计算相关函数外，最有效的计算方法为快速傅立叶变换方法30. 作用场方法计算截断半径内所有的电荷间的库仑相互作用,而将截断半径外的视为介电 常数为的均匀介质对电荷的作用31. 长程作用力的计算1）中央多极展开法 2）Ewald 求和法 3）作用场方法 4）镜像电荷计算法 5）溶剂介电 质模型32. Metropolis方法为蒙特卡罗计算方法的基础Metropolis方法的重心在于建立系统的 马克夫链。