計(jì)算機(jī)模擬分子材料.pdf

計(jì)算機(jī)模擬與材料分子設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)模擬與材料分子設(shè)計(jì)

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of Technology Graduate Course, Lecture 5 2010 Autumn

LectureLecture 55

勢(shì)能面的構(gòu)筑及其最新動(dòng)態(tài)勢(shì)能面的構(gòu)筑及其最新動(dòng)態(tài)

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勢(shì)能面勢(shì)能面勢(shì)能面勢(shì)能面

勢(shì)能面是一種數(shù)學(xué)函數(shù)用來(lái)描述分子的能量

與其幾何結(jié)構(gòu)與其幾何結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系關(guān)系。

?分子力學(xué)是把能量作為伸縮，彎曲，扭轉(zhuǎn)

等的函數(shù)。這個(gè)近似模型不能描述化學(xué)鍵斷

裂等情況裂等情況，而而且需要有合適的參數(shù)需要有合適的參數(shù)。

?量子力學(xué)給出一個(gè)能量函數(shù)適用于任何分

子子，，但是實(shí)際上使用的仍是近似的量子力學(xué)但是實(shí)際上使用的仍是近似的量子力學(xué)

模型以降低計(jì)算消耗。

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最簡(jiǎn)單的最簡(jiǎn)單的最簡(jiǎn)單的最簡(jiǎn)單的一一維勢(shì)能面維勢(shì)能面維勢(shì)能面維勢(shì)能面

Standard Diatomic Bond Stretch

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一一般勢(shì)能面的維數(shù)般勢(shì)能面的維數(shù)般勢(shì)能面的維數(shù)般勢(shì)能面的維數(shù)

? 一般情況下勢(shì)能面究竟有幾維呢般情況下勢(shì)能面究竟有幾維呢？定義定義一

個(gè)原子的位置，原則上只需在三維空間里

取取三個(gè)坐標(biāo)個(gè)坐標(biāo)(e.g. x, y, and z)。

? 但是但是，，勢(shì)能面不能取決于原子的絕對(duì)位置勢(shì)能面不能取決于原子的絕對(duì)位置，，

而取決于其相對(duì)于周圍其他原子的位置

((i.e.i.e. MolecularMolecular geometry)geometry)

? 因此，典型的勢(shì)能面的維數(shù)應(yīng)該等于分子

的自由度數(shù)的自由度數(shù)(3(3NN-66, NN 為原子數(shù)且大于為原子數(shù)且大于22 ，分分

子為非線性)

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ExampleExampleExampleExample ofofofof potentialpotentialpotentialpotential energyenergyenergyenergy surfacesurfacesurfacesurface

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StationaryStationaryStationaryStationary pointspointspointspoints onononon PESPESPESPES

StStatitionary poiintts iinclludde:

? Local minimum & Global minimum

(equilibrium structure, corresponding to

reactantreactant, productproduct, intermediateintermediate ))

? Saddle point

(transition sta

總結(jié)

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