qmmm 量子 分子力场

m-m理论
A-M-M理论又称分子磁力学理论，它是由美国化学家格莱福
（J.H.Galeff）于1930年提出的一种建立在量子力学模型之上的理论，它尝试估算原子、分子和其他大分子系统中距离、角度和动力学行为的变化。

A-M-M理论是一种解释复杂分子行为的模型，它将原子从单个点或其他形式的图形结构中抽取出来，然后用力将其连接起来。

所有原子之间的互动取决于电子结构，其中包括局部电子占据、氢键内部结构和外部电子结构。

基于A-M-M理论，可以计算复杂物质的分子模型，从而了解各种化学现象，从而改进各种化学反应。

资料量化计算方法：是在量子力学基础上发展起来的理论物理，量子化学及相关计算，量子化学研究电子-原子核体系可用Schrdinger方程解的波函数描述，原则上Schrdinger方程保证了多电子结构中电子结构与相互作用的全面描述。

分子动力学：通过允许原子和分子在一段时间内交互作用，根据已知的物理近似求解系统中所有粒子的运动方程，获知原子运动过程的图像的一种计算机模拟方法。

（分子模拟的一类）分子模拟：分子力学或量子力学与统计力学结合的分子模拟技术使量子化学计算从静态到动态从小体系到纳米、介观尺度过度提供了可能。

分子模拟分为两类：一是分子动力学（MD）模拟，根据原子间相互作用势，用经典力学处理每个原子随时间变化的运动路径。

另一是以概率论为基础的MC模拟，采用简单的取样或权重取样构造Markov链（对于1个Markov 链，我们是指1个离散随机过程,Xr在任意的时间集tr(r=1,2）),经过长期演算，粒子状态逼近Boltzmann分布时，通过统计平均获得各种平均值。

从头算法：由Schrdinger方程简化而来，即进行全电子体系非相对论的量子力学方程计算。

这种方法仅仅在非相对论近似、Born-Oppenheimer近似（因为原子核的运动并不会造成电子态之间的跃迁，只会引起各电子态连续的、绝热的变化，这就是所谓的Born-Oppenheimer 近似或称绝热近似，在该近似下，可近似认为原子核固定在给定的位置），轨道近似的基础上利用普朗克常数，电子质量和电量三个基本物理量及元素的原子序数，对分子全部积分进行计算。

空穴离域性：一个呈电中性的原子，其正电质子和负电电子的数量是相等的。

现在由于少了一个负电的电子，所以那里就会呈现出一个正电性的空位——空穴。

当有外面一个电子进来掉进了空穴，就会发出电磁波——光子。

对称保持（离域化）（空穴和电子总是成对出现）或者对称破缺（局域化）QM/MM方法：量子化学方法（QM）能精确测各种小分子的物理化学性质，研究反应机理。

qmmm 量子分子力场（原创实用版）目录1.引言2.QMMM 方法简介3.QMMM 在量子分子力场中的应用4.QMMM 的优势与局限性5.总结与展望正文1.引言随着计算机技术的不断发展，分子动力学模拟在化学、生物和材料科学等领域发挥着越来越重要的作用。

量子分子力场 (Quantum Molecular Force Field, QMFF) 是一种基于量子力学原理的分子动力学模拟方法，可以较为准确地描述分子体系的结构和动力学性质。

近年来，QMMM(量子分子力学) 方法在量子分子力场中得到了广泛应用，为研究者提供了一种高效且可靠的分子模拟手段。

2.QMMM 方法简介QMMM 方法是一种基于量子力学和分子力学相结合的模拟方法，它将量子力学和经典力学的优势相互结合，可以有效地处理分子体系中的电子相关作用和核相关作用。

在 QMMM 方法中，体系中的电子密度分布由量子力学部分描述，而原子核的运动则由经典力学部分描述。

通过这种组合，QMMM 方法可以在保证计算精度的同时，降低计算的复杂度。

3.QMMM 在量子分子力场中的应用QMMM 方法在量子分子力场中的应用主要体现在以下几个方面：(1) 优化分子结构：QMMM 方法可以有效地优化分子的结构，得到更为准确的分子几何形状和键长、键角等参数。

(2) 模拟分子动力学：QMMM 方法可以模拟分子在室温和超高温条件下的动力学行为，为研究分子反应机制和热力学性质提供实验依据。

(3) 研究分子间相互作用：QMMM 方法可以描述分子间的范德华力、氢键等相互作用，有助于研究分子体系的稳定性和聚集行为。

4.QMMM 的优势与局限性QMMM 方法在量子分子力场中的应用具有以下优势：(1) 高计算效率：QMMM 方法将量子力学和经典力学相结合，降低了计算的复杂度，提高了计算效率。

(2) 高精度：QMMM 方法可以较为准确地描述电子相关作用和核相关作用，得到可靠的分子结构和动力学性质。

使用分子力学模拟方法预测化合物性质的指南随着科学技术的不断进步，分子力学模拟方法在化学领域的应用日益广泛。

它可以通过模拟分子之间的相互作用来预测化合物的性质，如热力学性质、力学性质和光学性质等。

本文将为读者提供一份使用分子力学模拟方法预测化合物性质的指南。

首先，选择适当的分子力学模型是非常重要的。

常见的分子力学模型包括分子力场（force field）和量子力学力场（quantum mechanical force field）。

分子力场适用于大分子和有机分子的模拟，而量子力学力场适用于小分子和无机分子的模拟。

根据研究对象的特点选择合适的模型，可以提高预测结果的准确性。

其次，准备好分子结构的输入文件。

这包括分子的原子坐标、键长、键角和二面角等信息。

可以使用化学绘图软件或者分子建模软件生成分子结构，并将其导出为常见的文件格式，如PDB、XYZ或MOL。

确保输入文件的准确性和完整性，以避免模拟结果的误差。

然后，进行分子模拟的设置。

这包括选择合适的模拟方法和参数设置。

常见的模拟方法包括分子动力学模拟（molecular dynamics）和蒙特卡洛模拟（Monte Carlo）。

分子动力学模拟适用于模拟分子的运动和动力学行为，而蒙特卡洛模拟适用于模拟分子的构象空间和热力学性质。

根据研究目的选择合适的模拟方法，并设置模拟的时间步长、温度和压力等参数。

接下来，进行分子模拟的运行。

将准备好的输入文件导入到分子模拟软件中，并运行模拟程序。

根据模拟的时间步长和总模拟时间，模拟程序将自动计算出分子的运动轨迹和相关性质。

模拟的结果可以保存为轨迹文件或者数据文件，以供后续的分析和处理。

最后，进行分子模拟结果的分析和解释。

这包括计算分子的能量、构象、动力学参数和热力学性质等。

常见的分析方法包括能量最小化、径向分布函数分析、主成分分析和自由能计算等。

通过对模拟结果的分析，可以获得化合物的稳定构象、能量差异和热力学稳定性等重要信息。

CHARMM（Chemistry at HARvard Macromolecular Mechanics）是一种用于分子动力学的分子力场，同时，采用这种力场的分子动力学软件包也采用了这个名称。

CHARMM是一个被广泛承认并应用的分子动力学模拟程序，用于生物大分子的模拟，包括能量最小化，分子动力学和蒙特卡罗模拟等。

程序采用由哈佛大学的Martin Karplus教授建立的CHARMM力场，可以为用户提供处理各种小分子、大分子（包括蛋白质、核酸和糖）的经验化能量计算，包括：相互作用能及构象能量、局域最小化、旋转势垒、与时间相关的动力学行为、振动频率等。

模拟过程提供了有关分子结构、相互作用、能量等信息。

CHARMM包含具有专家特点的标准最小化和分子动力学方法，包括正则模式计算、相关性分析、量子力学与分子力学相结合的方法等。

CHARMM开发项目包括一个与Martin Karplus及其在哈佛的研究小组合作的开发者网络，这个网络包含了美国等地的开发者，协同开发及维护CHARMM软件包。

这个软件允许进行学术研究的个人及小组在支付一定费用之后得到使用许可。

CHARMMCHARMM (化学在哈佛大分子机械工)是用途广泛的套的名字力场为分子动力学并且名字对于分子动力学模仿和分析包裹与他们交往。

[1][2]CHARMM发展项目在世界各地介入开发商网络运作与马丁Karplus并且他的小组在哈佛开发和维护CHARMM节目。

这软件的执照为工作在学术界的费，人民和小组是可利用。

CHARMM的商业版本，叫CHARMm (注意小写‘m’)，是可利用的从Accelrys. CHARMM力场CHARMM 力场为蛋白质包括团结原子(有时叫“延伸了原子”) CHARMM19[3]所有原子CHARMM22[4]并且它二面构成的潜力校正的变形CHARMM22/CMAP。

[5]在CHARMM22蛋白质力场，原子部份充电从互作用的量子化工演算式样化合物和水之间的获得了。