分子模拟实验--Expt-4
分子模拟一般性步骤
Below is presented a generalised procedure for performing a simulation. Theexact steps and processes involved will vary depending on exactly what is beingattempted. Use as a general guide only!1> Clearly identify the property / phenomena of interest to be studied by performing the simulation.2>Select the appropriate tools to be able to perform the simulation and observe the property / phenomena of interest. It is important to read and familiariseyourself with publications by other researchers on similar systems. Tools include:- software to perform the simulation with, consideration of force field mayinfluence this decision.- force field which describes how the atoms / particles within the system interact with each other. Select one that is appropriate for the system being studied and the property / phenomena of interest. Very important and non-trivial step!3>Obtain / generate the initial coordinate file for each molecule to be placedwithin the system.4>Generate the raw starting structure for the system by placing the moleculeswithin the coordinate file as appropriate. Molecules may be specifically placed or arranged randomly.5>Obtain / generate the topology file for the system, using (for example)pdb2gmx, PRODRG or your favourite text editor in concert with chapter 5 of the GROMACS Manual.6>Describe a simulation box (e.g. using editconf) whose size is appropriate forthe eventual density you would like, fill it with solvent (e.g. using genbox), andadd any counter-ions needed to neutralize the system (e.g. using grompp andgenion). In these steps you may need to edit your topology file to staycurrentwith your coordinate file.7>Run anenergy minimisation simulation on the system (using grompp and mdrun). This is required to sort out any bad starting structures caused duringgeneration of the system, which may cause the production simulation to crash.8>Select the appropriate simulation parameters for the equilibration simulation (defined in .mdp file). You need to be consistent with how force field wasderived. You may need to simulate at NVT with position restraints on yoursolvent and/or solute to get the T almost right, then relax to NPT to fix thedensity, then move further (if needed) to reach your production simulationensemble (e.g. NVT, NVE).9>Run the equilibration simulation for sufficient time so that the system relaxes sufficiently to allow the production run to be commenced (using grompp andmdrun, then g_energy and trajectory visualisation tools).10>Select the appropriate simulation parameters for the production simulation (defined in .mdp file), in particular be careful not to re-generate the velocities.You still need to be consistent with how the force field was derived and how tomeasure the property / phenomena of interest.11>Run the production simulation for sufficient time so that property / pheno-mena of interest can be observed in required detail (using grompp/tpbconv and mdrun).12>Analyse / visualise the resulting trajectory and data files to obtain information on the property / phenomena of interest.分子模拟一般性步骤 [转载]以下是做模拟的一般性步骤，具体的步骤和过程依赖于确定的系统或者是软件，但这不影响我们把它当成一个入门指南：1）首先我们需要对我们所要模拟的系统做一个简单的评估, 三个问题是我们必须要明确的：做什么（what to do）为什么做（why to do）怎么做（how to do）2）选择合适的模拟工具，大前提是它能够实现你所感兴趣的目标，这需要你非常谨慎的查阅文献，看看别人用这个工具都做了些什么，有没有和你相关的，千万不要做到一半才发现原来这个工具根本就不能实现你所感兴趣的idea，切记！考虑1：软件的选择，这通常和软件主流使用的力场有关，而软件本身就具体一定的偏向性，比如说，做蛋白体系，Gromacs，Amber，Namd均可；做DNA, RNA 体系，首选肯定是Amber；做界面体系，Dl_POLY比较强大，另外做材料体系，Lammps会是一个不错的选择考虑2：力场的选择。
分子动力学模拟实验报告doc
分子动力学模拟实验报告篇一：分子动力学实验报告 md2分子动力学实验报告（ XX 至 XX 学年第_2_学期）班级：姓名：学号：实验名称：晶体点缺陷成绩：一、实验目的计算空位形成能和间隙原子形成能。
探究形成的空位和间隙原子所在的位置不同其形成能的变化。
以及空位和间隙原子的浓度不同时其空位能和间隙原子形成能的变化。
二、实验原理点缺陷普遍存在于晶体材料中，它是晶体中最基本的结构缺陷，对材料的物理和化学性质影响很大。
根据点缺陷相对于理想晶格位置可能出现的几种主要偏差状态，可将其命名如下：（1）空位：正常节点位置上出现的原子空缺。
（2）间隙原子（离子）：指原子（离子）进入正常格点位置之间的间隙位(本文来自：小草范文网:分子动力学模拟实验报告)置。
（3）杂质原子（离子）：晶体组分意外的原子进入晶格中即为杂质，杂质原子若取代晶体中正常格点位置上的原子（离子）即为置换原子（离子），也可进入正常格点位置之间的间隙位置而成为填隙的杂质原子（离子）。
一般情况下，空位、间隙原子都是构成晶体的原子或离子偏离原有格点所形成的热缺陷。
在一定温度下，晶体中各原子的热振动状态和能量并不同，遵循麦克斯韦分布规律。
热振动的原子某一瞬间可能获得较大的能量，这些较高能量的原子可以挣脱周围质点的作用而离开平衡位置，进入到晶格内的其他位置，于是在原来的平衡格点位置上留下空位。
根据原子进入晶格内的不同位置，可以将缺陷分为弗伦克尔（Frenkel）缺陷和肖特基（Schottky）缺陷。
点缺陷都只有一个原子大小的尺度，因此不容易通过实验对其进行直接的观察。
而且实验方法研究缺陷时利用较多的还是缺陷对晶体性质的影响。
例如，通过测量晶体的膨胀率和电阻率的变化规律，即可对点缺陷的存在、运动和相互作用等方面展开间接的研究。
分子动力学方法对金属材料原子尺度物理和化学过程的研究具有实验法无法比拟的优势，可直观的模拟和分析晶体中的点缺陷。
若我们搭建完整晶体的原子个数为N，能量为E1，通过删除和增加一个原子得到空位和间隙原子，充分弛豫后体系能量为E2，则空位形成能Ev 和间隙原子形成能Ei分别为：三、实验过程（1）进入2_point文件夹$cd口2_point（2）运行in.inter文件，得到Cu的八面体间隙原子的图像，以及体系的总能量的变化，计算出八面体间隙原子的形成能。
分子模拟基础知识点总结
分子模拟基础知识点总结1. 分子力场分子力场是分子模拟的基础，它描述了分子内部原子之间的相互作用力。
分子力场通常包括键的形成和断裂、原子间的相互作用力（如范德瓦尔斯力和静电相互作用力）等。
分子力场模型是根据实验数据和理论计算结果来拟合的，常见的分子力场模型包括AMBER、CHARMM、OPLS等。
分子力场模型的好坏直接影响了分子模拟的结果，因此选择合适的分子力场模型是非常重要的。
2. 分子动力学分子动力学是一种模拟分子在封闭系统中随时间演化的方法。
分子动力学通过求解牛顿运动方程，推导出分子在力场作用下的位移、速度和加速度，从而获得分子的运动轨迹和动力学性质。
分子动力学模拟的关键是要确定分子的初态，即分子的初始位置和速度分布，通过数值积分的方法，可以计算出分子在任意时刻的位置和速度。
分子动力学在研究分子或材料的结构、动力学行为和热力学性质方面有广泛的应用。
3. 蒙特卡洛模拟蒙特卡洛模拟是一种以随机抽样的方法对系统进行模拟的方法。
在蒙特卡洛模拟中，系统中的每一个粒子都有一定的概率发生随机运动，从而使得系统的状态随时间发生变化。
蒙特卡洛模拟通常用于模拟体系的平衡态性质，如热力学性质和相平衡等。
蒙特卡洛模拟的关键是要设计合适的随机抽样方法，并通过大量的模拟样本来获得系统的统计性质。
4. 分子模拟在材料科学中的应用在材料科学中，分子模拟被广泛应用于研究材料的结构、力学性质、热电性质、传输性质等。
通过分子模拟，可以预测材料的力学性质（如弹性模量、屈服强度等）、热电性质（如热导率、热膨胀系数等）、传输性质（如扩散系数、电导率等）等。
分子模拟还可以帮助设计新型的材料，并优化材料的性能。
5. 分子模拟在生物科学中的应用在生物科学中，分子模拟被广泛应用于研究生物分子的结构、功能和相互作用。
通过分子模拟，可以预测蛋白质的结构、预测蛋白质-配体和蛋白质-蛋白质的相互作用方式，从而为药物设计和药物筛选提供理论依据。
分子模拟还可以研究细胞膜的结构和功能，预测药物分子的跨膜转运方式等。
高分子物理模拟练习题(含参考答案)
高分子物理模拟练习题（含参考答案）一、单选题（共88题，每题1分，共88分）1.低密度聚乙烯的英文缩写是（）。
A、PPB、PANC、HDPED、LDPE正确答案：D2.聚合物在结晶过程中，其体积是如何变化的。
（）A、收缩B、上述情况都有可能C、不变D、膨胀正确答案：A3.“屈服前的断裂，拉伸中试片均匀形变，断面较平整。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
（）A、双轴取向B、熔融指数C、脆性断裂D、等效自由连接链正确答案：C4.当Mark公式中α为以下何值时，高分子溶液处于θ状态。
（）A、α=0.8B、α=2C、α=0.5正确答案：C5.模拟线性聚合物的蠕变全过程可采用（）模型。
A、MaxwellB、KelvinC、四元件正确答案：C6.沉淀分级可采用以下方法得到积分分布曲线。
（）A、习惯法（中点法）B、直接将Wi-Mi作图C、正态函数适应法正确答案：A7.下列不属于高分子链结构的是()。
A、构型B、构造C、构象D、取向正确答案：D8.以下哪个专业术语是“heterochainpolymer”的中文解释。
（）A、无机高聚物B、杂链高聚物C、碳链高聚物D、元素有机高聚物正确答案：B9.以下哪个专业术语是“macromolecularcompound”的中文解释。
（）A、银纹质（体）B、零切黏度C、高聚物D、蠕变正确答案：C10.哪一个选项不可以判定聚合物溶解能力。
()A、溶度参数相近原则B、哈金斯参数小于0.5溶剂化原则C、密度相近原则正确答案：C11.以下哪个过程泊松比减少。
（）A、硬PVC中加入增塑剂B、硬PVC中加入SBS共混C、橡胶硫化的硫含量增加正确答案：C12.聚碳酸酯的英文缩写是（）。
A、PPB、PCC、PMMAD、LDPE正确答案：B13.“材料拉伸时横向应变与纵向应变比值之负数，是一个反映材料性质的重要参数。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
（）A、键接异构B、银纹C、泊松比D、应变正确答案：C14.纤维与塑料、橡胶相比（）。
分子质谱模型的训练方法、分子质谱模拟方法和计算机与流程
分子质谱模型的训练方法、分子质谱模拟方法和计算机与流程1. 引言1.1 概述在化学和生物学领域，分子质谱起着至关重要的作用。
它是一种常用的分析技术，用于确定样品中不同化合物的质量、结构和组成。
分子质谱模型是一种数学模型，用于解释质谱数据并预测未知物质的性质。
同时，分子质谱模拟方法可以通过计算和模拟分子间相互作用来预测和研究样品的行为。
1.2 文章结构本文将依次介绍分子质谱模型的训练方法、分子质谱模拟方法以及计算机在该领域中的应用与流程。
在第2节中，我们将探讨分子质谱模型训练的理论基础，包括相关概念和数学原理。
然后我们将介绍数据收集和预处理技术以及如何构建和优化模型参数。
在第3节中，我们将详细介绍分子质谱模拟方法，包括其原理、常用方法以及如何进行能量计算和生成谱图。
此外，我们还将讲解如何解析和验证模拟结果，并对其可靠性进行评估。
然后，在第4节中，我们将探讨计算机在分子质谱中的应用。
这包括使用计算机进行数据处理、模型训练以及解析复杂的质谱结果。
我们还将介绍流程设计和优化技术，以提高分子质谱分析的效率和准确性。
此外，我们还会涉及自动化和高通量分析技术发展的趋势。
最后，在第5节中，我们将总结本文的主要研究成果，并对未来发展方向进行展望。
1.3 目的本文旨在提供一个全面且详尽的概述，介绍分子质谱模型的训练方法、分子质谱模拟方法以及计算机与流程。
通过深入了解和探讨这些关键方面，读者将能够更好地理解并运用分子质谱技术，从而在化学和生物学研究中取得更好的结果。
通过对未来发展进行展望，我们希望能够启发更多创新思路，并推动该领域的进一步发展与应用。
2. 分子质谱模型的训练方法：2.1 理论基础分子质谱模型的训练方法建立在质谱数据中存在一定的规律性和相关性的基础上。
质谱是一种用于研究物质组成和结构的重要技术，通过将分子转化为离子并进行检测与分析来提供有关分子的信息。
分子质谱模型的训练方法旨在从大量的实验数据中捕捉到这些规律性，并用于预测未知样品的质谱特征。
数字信号处理EXPIV型教学实验系统实验四常规实验exp4_常规
第四章常规实验指导实验一常用指令实验一、实验目的1、了解DSP开发系统的组成和结构；2、熟悉DSP开发系统的连接；3、熟悉CCS的开发界面；4、熟悉C54X系列的寻址系统；5、熟悉常用C54X系列指令的用法。
二、实验设备计算机，CCS 2.0版软件，DSP仿真器，实验箱。
三、实验步骤与内容1、系统连接进行DSP实验之前，先必须连接好仿真器、实验箱及计算机，连接方法如下所示：2、上电复位在硬件安装完成后，确认安装正确、各实验部件及电源连接正常后，接通仿真器电源，启动计算机，此时，仿真器上的“红色小灯”应点亮，否则DSP开发系统有问题。
3、运行CCS程序待计算机启动成功后，实验箱后面220V输入电源开关置“ON”，实验箱上电，启动CCS，此时仿真器上的“绿色小灯”应点亮，并且CCS正常启动，表明系统连接正常；否则仿真器的连接、JTAG接口或CCS相关设置存在问题，掉电，检查仿真器的连接、JTAG 接口连接，或检查CCS相关设置是否正确。
注：如在此出现问题，可能是系统没有正常复位或连接错误，应重新检查系统硬件并复位；也可能是软件安装或设置有问题，应尝试调整软件系统设置，具体仿真器和仿真软件CCS的应用方法参见第三章。
●成功运行程序后，首先应熟悉CCS的用户界面●学会CCS环境下程序编写、调试、编译、装载，学习如何使用观察窗口等。
4、修改样例程序，尝试DSP其他的指令。
注：实验系统连接及CCS相关设置是以后所有实验的基础，在以下实验中这部分内容将不再复述。
5、填写实验报告。
6、样例程序实验操作说明仿真口选择开关K9拨到右侧，即仿真器选择连接右边的CPU：CPU2；启动CCS 2.0，在Project Open菜单打开exp01_cpu2目录下面的工程文件“exp01.pjt”注意：实验程序所在的目录不能包含中文，目录不能过深，如果想重新编译程序，去掉所有文件的只读属性。
用下拉菜单中Project/Open，打开“exp01.pjt”，双击“Source”，可查看源程序在File Load Program菜单下加载exp01_cpu2\debug目录下的exp01.out文件：加载完毕，单击“Run”运行程序；实验结果：可见指示灯D1定频率闪烁；单击“Halt”暂停程序运行，则指示灯停止闪烁，如再单击“Run”，则指示灯D1又开始闪烁；注：指示灯D1在CPLD单元的右上方关闭所有窗口，本实验完毕。
化学实验教案分子结构模型实验
化学实验教案分子结构模型实验一、实验目的通过制作分子结构模型，探究分子的组成和空间结构。
二、实验原理分子结构模型是一种用来表示分子空间结构的模型。
分子由原子组成，原子之间通过化学键相连形成分子。
通过制作分子结构模型，我们可以直观地观察到不同原子的排列方式以及它们之间的相对位置。
三、实验材料1.模型原子球（不同颜色的小塑料球）2.连接棍（塑料棍）3.实验指导书四、实验步骤1.根据化学式确定所需的原子种类和数量。
2.按照比例和示意图在桌面或实验台上摆放所需的原子球。
3.使用连接棍将原子球连接成分子结构模型。
4.观察并记录分子的结构，注意化学键的类型和排列方式。
五、实验注意事项1.在制作模型时，保持整洁和安全，避免小球和棍子掉落。
2.使用指导书指引，确认连接方式和化学键的类型。
3.尽量使用不同颜色的小球代表不同的原子，以方便观察和记录。
4.注意模型的稳定性，避免模型倒塌或分子结构变形。
六、实验结果与分析制作完成后，我们可以观察到模型中的分子结构。
通过分子结构模型，我们可以更好地理解分子的组成和空间结构，探索不同原子之间的连接方式和化学键类型。
七、实验拓展1.通过制作不同分子的模型，比较它们之间的结构差异。
可以选取一些具有代表性的小分子，如水、氨气等。
2.利用分子模型展示有机化合物的结构，了解有机化合物的特点和性质。
3.结合实际应用，制作具有特定功能的分子模型，如药物分子、大分子材料等。
八、实验总结通过本实验，我们通过制作分子结构模型，深入理解了分子的组成和空间结构。
分子结构模型为化学学习提供了直观且具体的形象，帮助我们更好地理解和记忆化学知识。
此外，通过观察分子模型，我们还能发现不同分子之间的相似性和差异性，进一步加深对化学结构的理解。
九、参考资料无。
分子动力学模拟小分子自组装
分子动力学模拟小分子自组装英文回答：Molecular dynamics (MD) simulations are a powerful tool for studying the self-assembly of small molecules. MD simulations can provide detailed information about the structure, dynamics, and thermodynamics of self-assembled systems. This information can be used to understand the mechanisms of self-assembly and to design new self-assembled materials.MD simulations of small molecule self-assemblytypically involve the following steps:1. Create a molecular model: The first step is to create a molecular model of the small molecule. This model can be created using a variety of software programs.2. Prepare the simulation system: The next step is to prepare the simulation system. This involves specifying thesimulation box size, the number of molecules in the system, and the simulation conditions (e.g., temperature, pressure).3. Run the simulation: Once the simulation system is prepared, the MD simulation can be run. The simulation will typically run for several nanoseconds or microseconds.4. Analyze the simulation results: The final step is to analyze the simulation results. This involves extracting information about the structure, dynamics, and thermodynamics of the self-assembled system.MD simulations have been used to study a wide varietyof small molecule self-assembled systems. These systems include micelles, vesicles, liquid crystals, and gels. MD simulations have provided valuable insights into the mechanisms of self-assembly and the properties of self-assembled materials.中文回答：分子动力学(MD)模拟是小分子自组装研究的有力工具。
分子模拟实验报告分子光谱模拟
分子模拟实验报告分子光谱模拟分子光谱模拟实验报告摘要：本实验采用分子模拟的方法，通过计算机模拟的手段，研究了分子光谱。
通过构建分子模型、选择适当的计算方法和参数，得到了分子的能级结构和光谱。
实验结果表明，分子模拟可以较好地模拟分子的能级和光谱。
这种方法可以为分子光谱的研究提供一种新的途径。
1.引言分子光谱是研究分子内部能级和分子结构的重要手段。
传统的实验方法繁琐且成本较高，分子模拟则是一种新的研究手段，可以通过计算机模拟的方法得到分子的能级结构和光谱。
本实验旨在通过分子模拟的方法，研究分子的光谱现象，并探讨模拟方法的准确性和适用性。
2.实验方法2.1分子模型的构建2.2计算方法和参数的选择选择适当的计算方法和参数对于分子模拟的准确性和有效性具有重要意义。
本次实验采用量子力学方法进行计算，选择了Hartree-Fock方法作为计算方法，并设置了合适的收敛阈值和基组。
2.3能级结构的计算通过计算机程序，对构建的分子模型进行能级结构的计算。
通过求解Schrödinger方程，可以得到分子的不同能级及其能量。
2.4光谱的模拟在能级结构的基础上，模拟分子的光谱现象。
根据波长、频率和吸收强度的关系，得到分子的吸收光谱图和发射光谱图。
3.实验结果与分析3.1能级结构的计算结果通过计算机程序，得到了水分子的能级结构。
结果显示，水分子的基态电子能级为X^1A1，第一激发态能级为A^1B1、各能级的能量差异较小，符合分子光谱的特点。
3.2光谱的模拟结果根据能级结构，模拟了水分子的吸收光谱和发射光谱。
吸收光谱图显示，在不同波长范围内，水分子的吸收强度存在明显的吸收峰，这与实验观测结果一致。
发射光谱图显示，水分子在受激条件下会发出特定波长的光，这也符合实验观测结果。
4.结论通过分子模拟实验，我们成功地模拟了水分子的能级结构和光谱现象。
实验结果表明，分子模拟可以较好地模拟分子的能级和光谱，为分子光谱的研究提供了一种新的途径。
分子模型操作实验报告
分子模型操作实验报告分子模型操作实验报告一、引言分子模型是一种用来呈现和研究分子结构的工具，它可以帮助我们更好地理解分子之间的相互作用和化学反应。
本实验旨在通过操作分子模型，探索分子的构造、键合和空间排列等方面的知识，并通过实际操纵模型来加深对这些概念的理解。
二、实验材料和方法1. 实验材料：- 分子模型套装：包括不同颜色和形状的塑料球和连接棒。
- 实验记录本和笔。
2. 实验方法：首先，根据实验指导书上给出的分子结构示意图，选择适当的塑料球和连接棒组装分子模型。
然后，通过操纵模型，观察和记录分子的构造、键合和空间排列等特征。
最后，根据实验结果，总结分子模型的操作规律和应用。
三、实验结果与讨论1. 分子构造的模型表示：通过实验，我们可以用分子模型来表示不同分子的构造。
例如，通过连接棒将不同颜色的塑料球连接在一起，可以模拟出水分子（H2O）的构造，其中两个氢原子连接在一个氧原子上。
通过这种方式，我们可以直观地了解分子的组成和排列方式。
2. 键合类型的模型表示：分子模型还可以帮助我们理解不同类型的键合。
例如，通过连接棒将两个氢原子与一个氧原子连接在一起，我们可以模拟出水分子中的共价键。
而通过连接棒将一个金属球和一个非金属球连接在一起，我们可以模拟出金属键。
通过操作模型，我们可以更好地理解不同类型的键合在分子中的作用和特点。
3. 空间排列的模型表示：分子模型还可以帮助我们理解分子的空间排列。
例如，通过连接棒将四个相同的塑料球连接在一起，我们可以模拟出甲烷（CH4）分子的空间排列，其中碳原子位于中心，四个氢原子均匀分布在周围。
通过操作模型，我们可以更好地理解分子的空间结构对其性质和反应的影响。
四、实验总结通过本次实验，我们通过操作分子模型，深入了解了分子的构造、键合和空间排列等方面的知识。
分子模型作为一种直观、可操作的工具，为我们理解和研究分子提供了重要的帮助。
通过实际操纵模型，我们可以更好地理解分子之间的相互作用和化学反应，并将这些知识应用于实际问题的解决中。
分子模拟实验报告分子光谱模拟---精品管理资料
分子模拟实验作业-—分子光谱模拟一、 实验部分1.红外光谱：分别用PM3，HF/6-31G(d ），B3LYP/6—31G （d)，MP2/6-31G(d ）四种理论方法计算H 2O 分子的红外光谱，并比较结果的优劣。
实验上测得的水分子的振动频率为：1594cm —1，与标准值1594cm-1，3657cm—1，3756cm—1比较,HF/6-31G(d）最为接近标准值；PM3三个频率都偏大,与标准值符合情况不好；B3LYP/6—31G(d）除1634 cm—1与标准值较接近外，其余两个频率均偏小；MP2/6-31G(d）1644 cm—1与标准值接近，其余两个频率均偏小.2.拉曼光谱的模拟HF/6-31G（d)计算的CH4分子的拉曼谱图图中特征波数为3290 cm—1、3189 cm—1、1705 cm—13。
紫外可见光谱的模拟计算甲酸分子5个垂直激发的单重态和三重态，2个绝热激发的单重态和三重态,并确定垂直激发和绝热激发波长。
（1）垂直激发-———-—-----—-—--———————---—--—---—-----———--—-—---——--————----——--——-CI—SINGLES EXCITATION ENERGIESSTATE HARTREE EV KCAL/MOL CM-1 —-—-——-—-————--————-——————-—-———————-———-————-———————-—-—-———-————-——1A 0。
2550545872 6。
9404 160。
0492 55978。
01 1A 0。
3796011178 10.3295 238.2033 83312.82 1A 0。
4095383929 11。
1441 256。
9893 89883。
29 1A 0.4158054412 11.3146 260.9219 91258。
751A 0。
4554734351 12。
分子动力学模拟步骤和意义
分子动力学模拟步骤和意义摘要：一、分子动力学简介二、分子动力学模拟步骤1.准备模型和初始条件2.计算相互作用力3.更新位置和速度4.检查收敛性及输出结果5.重复步骤2-4，直至达到预定模拟时间三、分子动力学模拟意义1.增进对分子结构和性质的理解2.预测分子间相互作用3.优化化学反应条件4.辅助药物设计和材料研究正文：分子动力学是一种计算化学方法，通过模拟分子间的相互作用和运动轨迹，以揭示分子的结构和性质。
这种方法在许多领域具有广泛的应用，如生物化学、材料科学和药物设计等。
分子动力学模拟的主要步骤如下：1.准备模型和初始条件：在进行分子动力学模拟之前，首先需要构建分子模型，包括原子类型、原子间相互作用力等。
同时，为模拟设定初始条件，如温度、压力和分子位置等。
2.计算相互作用力：根据分子模型，利用力学原理（如牛顿第二定律）计算分子间相互作用力。
这些力包括范德华力、氢键、静电相互作用等，对分子的运动和相互作用起关键作用。
3.更新位置和速度：根据相互作用力，对分子的位置和速度进行更新。
通常采用Verlet积分法或Leap-Frog算法等数值方法进行计算。
4.检查收敛性及输出结果：在每次迭代过程中，需要检查模拟的收敛性。
若达到预设的收敛标准，则输出当前时刻的分子结构和性质。
否则，继续进行下一次迭代。
5.重复步骤2-4，直至达到预定模拟时间：分子动力学模拟通常需要进行大量迭代，以获得足够准确的结果。
在达到预定模拟时间后，可得到完整的分子动力学轨迹。
分子动力学模拟在科学研究和实际应用中具有重要意义。
通过模拟，我们可以更好地理解分子的结构和性质，预测分子间的相互作用，从而为实验设计和理论研究提供有力支持。
此外，分子动力学模拟还有助于优化化学反应条件，为药物设计和材料研究提供理论依据。
分子模型操作实验报告
实验名称：分子模型操作实验实验日期：2023年4月10日实验地点：化学实验室一、实验目的1. 理解分子模型的基本结构及组成；2. 掌握分子模型的搭建方法；3. 通过分子模型观察分子的空间构型，加深对分子结构、性质的理解；4. 培养学生的动手能力和团队协作精神。
二、实验原理分子模型是研究分子结构的一种直观手段，通过搭建分子模型，可以直观地展示分子的空间构型，从而加深对分子结构、性质的理解。
本实验主要采用球棍模型，通过球体代表原子，棍棒代表化学键，搭建分子模型。
三、实验材料1. 实验仪器：分子模型套件、支架、螺丝、扳手等；2. 实验药品：碳、氢、氧、氮、硫等原子模型；3. 实验工具：剪刀、镊子等。
四、实验步骤1. 观察并熟悉分子模型套件中的各种原子模型和化学键模型；2. 根据实验要求，选择合适的原子模型和化学键模型；3. 使用螺丝将原子模型固定在支架上；4. 根据原子之间的化学键，用扳手拧紧棍棒，搭建分子模型；5. 检查分子模型是否搭建正确，如有错误，及时修正；6. 对搭建好的分子模型进行观察、分析，记录实验结果。
五、实验结果与分析1. 搭建了甲烷（CH4）分子模型，观察发现甲烷分子为正四面体结构，碳原子位于中心，四个氢原子均匀分布在四个顶点上；2. 搭建了水分子（H2O）模型，观察发现水分子为V形结构，氧原子位于中心，两个氢原子分别位于氧原子两侧；3. 搭建了二氧化碳（CO2）分子模型，观察发现二氧化碳分子为直线形结构，碳原子位于中心，两个氧原子分别位于碳原子两侧；4. 搭建了氨分子（NH3）模型，观察发现氨分子为三角锥形结构，氮原子位于中心，三个氢原子分别位于氮原子顶点。
通过实验，我们了解到不同分子具有不同的空间构型，这些构型对分子的性质有着重要影响。
例如，甲烷分子为正四面体结构，具有对称性，使其在常温下不易与其他物质发生化学反应；水分子为V形结构，具有极性，使其在自然界中广泛存在。
六、实验结论1. 本实验成功搭建了甲烷、水、二氧化碳、氨等分子的模型，直观地展示了分子的空间构型；2. 通过观察和分析分子模型，加深了对分子结构、性质的理解；3. 培养了学生的动手能力和团队协作精神。
分子模型操作实验报告
分子模型操作实验报告分子模型操作实验报告摘要：本实验旨在通过分子模型操作，深入了解分子结构和化学键的形成。
通过实验操作，我们对分子模型的构建和分子间相互作用有了更深入的理解，并通过实验结果验证了一些化学原理。
引言：分子模型是一种用于可视化分子结构的工具，通过模拟真实分子的形状和键的连接方式，帮助我们更好地理解分子间的相互作用和化学反应。
本实验中，我们使用塑料球和棍子构建分子模型，并通过操作模型来观察分子的结构和性质。
实验步骤：1. 准备工作：准备所需的塑料球和棍子，根据实验需要选择不同颜色的球和棍子，以区分不同原子和键的类型。
2. 构建分子模型：根据给定的化学式或分子结构，使用球和棍子按照正确的键连接方式构建分子模型。
3. 观察分子结构：观察分子模型的形状、原子间的距离和键的角度，了解分子的空间构型和立体结构。
4. 操作分子模型：通过操作分子模型，改变原子的位置或键的角度，观察分子结构的变化和对应的性质变化。
5. 模拟化学反应：根据给定的化学反应方程式，通过改变分子模型中原子的位置和键的连接方式，模拟化学反应的进行过程。
6. 分析实验结果：根据实验观察和模拟化学反应的结果，分析分子结构和化学键对分子性质的影响。
实验结果和讨论：通过实验操作和观察，我们发现分子的形状和结构对其性质具有重要影响。
例如，分子中原子的位置和键的角度改变，可能导致分子的立体异构体形成，从而影响分子的化学活性和反应性。
此外，我们还发现不同类型的化学键（如共价键和离子键）对分子的稳定性和物理性质有不同的影响。
在模拟化学反应过程中，我们观察到分子模型中原子的位置和键的连接方式的改变，可以模拟化学反应中的键的形成和断裂过程。
通过这种方式，我们可以更直观地理解化学反应的机理和过程，并预测反应的产物和副产物。
结论：通过分子模型操作实验，我们深入了解了分子结构和化学键的形成。
通过实验操作和观察，我们对分子的形状和结构对其性质的影响有了更深入的理解。
分子模拟实验实验报告生物大分子
分子模拟实验作业——生物大分子一、实验部分12-3-1获得PDB 号为“1HCK”的蛋白（human -cyclin -dependent kinase 2,i,e.,CKD2和ATP 的结合晶体结构），并采用不同的模型观察其特点①分别用卡通模型和丝带模型显示生物大分子结构，并用球棍模型、棒状模型显示其中小分子、金属离子等。
丝带模型&球棍模型卡通模型&棒状模型参考文献： Analysis of CDK2 Active-SiteHydration: A Method to DesignNew Inhibitors Zdeneˇk Krˇı´zPROTEINS: Structure, Function,and Bioinformatics 55:258–274(2004)12.2 分子对接①聚合物对接前效果图GLU81 1.9ÅASP86 2.1ÅLYS 33 1.9Å②聚合物对接后效果图对接后实际距离和设置的最优值12-3-2在样本文件中，创建冰的晶体结构，分别做温度为260K，273K，298K，373K下的分子动力学模拟（10 ps），观察晶体机构的变化情况，并做定性解释。
①不同温度下冰晶体结构图：原始冰晶体结构图由冰晶体在不同温度下的结构可见，随温度升高，冰晶体的各个水分子之间的距离不断增加，晶体结构趋向于分散无序状。
②不同温度下，冰晶体分子动力学模拟图③不同温度下体系的总能量与势能由曲线形状可见，经过分子动力学模拟之后，体系的能量降低，变得更加稳定。
由计算结果可见，体系的总能量和势能随温度的升高而增大。
因为当温度升高时，分子的热运动加剧，使分子的伸缩、转动、振动势能增加从而使分子总能量增加，而体系的是能增加是因为非键相互作用尤其是分子间氢键相互作用减弱。
二、实验心得与体会本次实验主要进行了生物大分子的模拟。
生物大分子一般包含上千个原子，目前还不能应用量子化学从头计算方法模拟，常用的方法有QM/MM方法，和纯粹的分子动力学模型。
vasp的分子动力学模拟
vasp的分子动力学模拟VASP 2010-01-15 02:26:36 阅读57 评论0 字号：大中小vasp做分子动力学的好处，由于vasp是近些年开发的比较成熟的软件，在做电子scf速度方面有较好的优势。
缺点：可选系综太少。
尽管如此，对于大多数有关分子动力学的任务还是可以胜任的。
主要使用的系综是NVT 和NVE。
下面我将对主要参数进行介绍！一般做分子动力学的时候都需要较多原子，一般都超过100个。
当原子数多的时候，k点实际就需要较少了。
有的时候用一个k点就行，不过这都需要严格的测试。
通常超过200个原子的时候，用一个k点，即Gamma点就可以了。
INCAR：EDIFF 一般来说，用1E-4 或者1E-5都可以，这个参数只是对第一个离子步的自洽影响大一些，对于长时间的分子动力学的模拟，精度小一点也无所谓，但不能太小。
IBRION=0 分子动力学模拟IALGO=48 一般用48，对于原子数较多，这个优化方式较好。
NSW=1000 多少个时间步长。
POTIM=3 时间步长,单位fs, 通常1到3.ISIF=2 计算外界的压力.NBLOCK= 1 多少个时间步长，写一次CONTCAR，CHG和CHGCAR，PCDAT. KBLOCK=50 NBLOCK*KBLOCK 个步长写一次XDATCAR.ISMEAR=-1 费米迪拉克分布.SIGMA =0.05 单位:电子伏NELMIN=8 一般用6到8, 最小的电子scf数.太少的话,收敛的不好.LREAL=AAPACO=10 径向分布函数距离, 单位是埃.NPACO=200 径向分布函数插的点数.LCHARG=F 尽量不写电荷密度,否则CHG文件太大.TEBEG=300 初始温度.TEEND=300 终态温度。
不设的话，等于TEBEG.SMASS -3 NVE ensemble;-1 用来做模拟退火。
大于0 NVT 系综。
【转】vasp的分子动力学模拟★★★★★★★★小木虫(金币+1):奖励一下，谢谢提供资源uuv2010(金币+1): 您是否可以做一个专题，详细讲讲怎么做？比如第一步需要干什么，第二步需要干什么，结果怎么分析……如果能做一个这样完整的专题就太好了，不知道您是否有兴趣？2011-07-13 18:20:12uuv2010(金币+1): 多谢提供资源2011-07-16 17:39:55uuv2010(金币+5, 1ST强帖+1): 多谢您的详细讲解！感谢就此专题与大家分享！2011-08-12 18:25:12 vasp做分子动力学的好处，由于vasp是近些年开发的比较成熟的软件，在做电子scf速度方面有较好的优势。
分子模拟实验分子光谱模拟解读
分子模拟实验分子光谱模拟实验内容介绍：分子光谱是化学研究的重要组成之一，它是联系物质的微观结构和宏观性质的桥梁，各种光谱技术已经成了表征化合物结构的必要手段。
原则上讲，实验室观察到的光谱是大量分子在特定环境和特定激发条件下的统计表现，无法或很难从理论的角度去模拟实验光谱。
但是任何一种光谱都有其深刻的理论原理，比如紫外光谱是与电子激发态密切关联的，激发态的性质、能级、跃迁强度等都可以反映为光谱。
虽然量子化学无法计算得到实际的光谱，但可以模拟更本质的东西，也可以与实验光谱的某些特征（比如谱峰位置）相比较，同时有助于实验光谱峰的确认。
本实验就最常见的几种分子光谱作详细的介绍，通过分子模拟计算来说明量子化学是如何模拟光谱的。
主要的实验内容包括紫外可见光谱、拉曼光谱和核磁共振（NMR）谱。
实验要求：1、掌握各种常见光谱图的量子化学计算方法；2、掌握分析光谱的技巧；3、了解理论光谱图的价值和意义；4、学会将理论知识结合实验谱图作出分析比较。
实验一：紫外可见光谱的模拟紫外可见光谱是分子中电子被激发到高激发态时，在不同电子能级之间跃迁所形成的吸收（从低能级到高能级）或荧光（从高能级到低能级）光谱。
用GAMESS 程序的多参考态自洽场（MCSCF）中的单组态相互作用方法（CIS）。
通过CIS 方法计算电子激发态，估算紫外可见光谱中吸收峰的位置。
计算HCOOH分子五个垂直激发的单重态和三重态，2个绝热激发的单重态和3个三重态，从而确定垂直激发和绝热激发的波长。
采用的优化方法和基组为HF/6-31G（d），得到的数据为下表所示。
1、垂直激发表一：5个垂直激发的单重态能量数据表二：5个垂直激发的三重态能量数据转化为激发波长，采用的公式为1nm=(107/∆E）cm-1，∆E为CM-1一栏的能量，结果如下表：2、绝热激发转化为激发波长，采用的公式为1nm={107（/∆E×349.755）}cm-1，∆E为单位为KCAL.MOL-1的能量，结果如下表：小结：1、垂直激发中激发态构型与基本构型相同；2、绝热激发态中构型发生比较明显的改变；3、可见垂直激发态中，三重态的波长总体大于单重态，因此垂直激发时，单重态的能量要高于三重态，因此单重态中两个单电子的自旋方向相反，而三重态中的两个单电子自旋相同；4、绝热激发态的波长总体上大于垂直激发的波长，其单重态的波长小于三重态；5、两种激发类型共同存在的趋势：激发态的数目越大，波长越小；通常意义上的光谱对应于垂直激发。
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实验四 — 化学反应模拟 步骤1. 热力学参数的计算 问题4-1. 仿照CH4的例子, 计算甲基自由基的生 成焓(与实验值35 kcal/mol比较) 和自由能.
设 置
B3LYP/6-31G(d)
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算
• 对于化学反应的反应热计算, 可以采用先计算生成 焓再求反应热的方法. • 因为反应前后元素不变, 所以也可以用计算的反应 物和产物的能量 E , 零点能ZPE, 以及焓H298直接计算 反应热.
实验四 — 化学反应模拟
要求:
1. 掌握分子热力学参数的计算方法 2. 掌握化学反应途径(微观机理)的计算方法 3. 了解化学动力学参数的计算方法
实验四 — 化学反应模拟
内容: 1. 不同温度下热力学量焓, 熵, 自由能的计算 2. 反应过渡态的优化 3. 溶剂对化学反应的影响
实验四 — 化学反应模拟
(d) 由公式计算0 K 下的生成焓:
ΔH
0 f
,0
取实验值
∑ ∑ ΔH
0 f ,0
(M
)
=
atoms
xΔH
0 f ,0
(
X
)
−
⎛ ⎜⎝
atoms
xE(
X
)
−
E(M
)
−
ZPE
⎞ ⎟⎠
= (1×169.98 + 4× 51.63) −{1× (−23735.4668) + 4× (−311.7854) − (−25403.054879) − 28.308383}
热容 焓 熵 频率
有一些bugs :-(
自由能 零点能 内能 红外光谱 拉曼光谱
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算 查看输出文件*.out
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算
查看输出文件*.out
温度
理想气体, 刚性转动, 压力 简谐振动近似
转动惯量, 转动常数
零点能
步骤1. 热力学参数的计算
量子化学计算结果的统计处理: 利用从头算的 分子结构参数, 计算转动常数和振动频率, 利用 统计热力学公式, 计算得到相应的热力学参数. MOPAC程序直接给出生成焓数值(298K)
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算
基本原则:
Gamess程序在频率分析作业中计算热力学参数, 因为 需要分子振动信息才能计算焓, 熵, 自由能
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算 甲烷的生成焓和自由能
(e)计算298 K 的生成焓
∑ ΔH
0 f
,298
(M
)
=
ΔH
0 f ,0
(M
)
+
⎡⎣
H
298 M
−
H
0 M
⎤⎦
−
x
⎡⎣
H
298 X
−
H
0 X
⎤⎦ std
atoms
= −15.6 + 2.389617 − (1× 0.25 + 4×1.01) = −17.5 kcal/mol
实验值: −17.9 ± 0.1 kcal/mol
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算 甲烷的生成焓和自由能
(f)计算298 K 的自由能
∑ ΔG
0 f
,298
=
ΔH
0 f
,298
−
298.15
×
⎛ ⎜⎝
S
0 M
−
atoms
xS
0 X
⎞ ⎟⎠
= −17.5 − 298.15× (49.415 −1×1.36 − 4×15.6) /1000
反应能垒 = 93 kcal/mol 逆反应能垒 = 63 kcal/mol
实验四 — 化学反应模拟 步骤2. 反应过渡态的优化
问题4-2. 优化乙醇脱水制备乙烯的反应过渡态, 确定 虚频率和能垒高度. (Mopac, PM3)
步骤2. 反应过渡态的优化 CH3CF3 → CH2CF2 + HF
MOPAC, PM3 优化
实验四 — 化学反应模拟
步骤2. 反应过渡态的优化
CH3CF3 → CH2CF2 + HF
靠近
拉长20-30%
-62.75007
-172.31607
缩短 -79.44008
-79.68062
实验四 — 化学反应模拟
实验四 — 化学反应模拟
步骤2. 反应过渡态的优化
1. 非常繁琐的任务 2. 需要经验和技巧和化学直觉 3. 需要多次尝试 4. 需要好的初始猜测结构 5. 具体问题具体分析
反应物
过渡态 产物
实验四 — 化学反应模拟 步骤2. 反应过渡态的优化
CH3CF3 → CH2CF2 + HF
??
实验四 — 化学反应模拟
步骤2. 反应过渡态的优化
CH3CF3 → CH2CF2 + HF
过渡态正确与否的确认
1. 结构看起来合理 2. 频率分析: 只能有一个“虚”频率 (负值), 而且该 虚频的振动模式相应于沿反应坐标运动 3. 有反应能垒
实验四 — 化学反应模拟
步骤2. 反应过渡态的优化
CH3CF3 → CH2CF2 + HF
在做振动频率计算时, 必须用同一理论水平下优化好 的分子结构, 否则没有意义.
一般需要后处理才能得到标准状态下的生成焓, 熵, 自由能数据.
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算
(a) 优化 (b) 计算频率同一方法设 置 温 度
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算 (c) 设置要求
= −15.6 kcal/mol
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算 甲烷的生成焓和自由能
元素
ΔH
0 f
,0
( ) H 298 − H 0 std
S0 298
15.6 6.70 2.28 1.56 1.36 22.88 24.5 24.3 12.2 7.77 6.77 4.47
10.52 7.62 26.64
= 2.389617 kcal/mol 熵 S = 49.415 cal/mol/K
实验四 — 化学反应模拟 步骤1. 热力学参数的计算 甲烷的生成焓和自由能
(c) 同样的理论方法计算C和H原子的能量, 获得: E(C) = -23735.4668 kcal/mol E(H) = -311.7854 kcal/mol
配分函数 电子, 平动, 转动, 振动
热力学量
实验四 — 化学反应模拟
步骤1. 热力学参数的计算
甲烷的生成焓和自由能 B3LYP/6-31G(d)
(a) 优化分子结构, 获得: 能量 E(CH4) = -25403.054879 kcal/mol
(b) 计算频率, 获得: 零点能 ZPE = 28.308383 kcal/mol H298 - H0 = H298 - ZPE = 30.698 - 28.308383 kcal/mol