力場方法

在分子水平上用非量子力學計算方法確定物質分子的幾何結構與能量關係的方法，又稱分子力學方法。

基本介紹

• 中文名：力場方法
• 別名：分子力學方法
• 名詞類型：計算方法
• 名詞領域：分子物理學

正文

在分子水平上用非量子力學計算方法確定物質分子的幾何結構與能量關係的方法，又稱分子力學方法。它依靠從大量實驗數據中推導出來的能量函式集來推測一系列分子的性質，如熱力學參數、譜學參數和有關的晶體結構參數。此法能給出被研究分子的結構及其空間能，計算結果接近實驗觀測值。因此，它可在分子水平上模擬許多物理化學過程，促進實驗觀測向深度和廣度發展。　力場方法將分子看作一組靠彈簧力或諧振力維持在一起的原子集。如果這些原子在空間上過於靠近，就會相互排斥，但它們之間由彈簧拉在一起，又不遠離，於是出現了鍵拉伸、鍵角變形和扭曲等情況，引起分子內部的應力增大。力場方法用表征鍵長、鍵角、扭角（二面角）和非鍵相互作用等勢能函式描述分子對假設無應力分子的幾何改變所引起的分子內部應力或能量變化：

Es=Er+Eθ+Eφ+Enb

式中Er為鍵伸縮形變能;Eθ為鍵角形變能；Eφ為扭角形變能;Enb為非鍵相互作用能。這些勢能函式描述了各種形式的相互作用對分子勢能的影響。習慣上，將這些勢能函式及其有關參數和常數稱為力場。
力場方法的主要缺點是，在對某種類型的分子進行計算之前，必須要有一定量的這類化合物的實驗結果作為依據。因此它還不能計算新類型的分子，也不能研究與電子效應有關的性質，如軌道相互作用、鍵斷裂等。