图书信息

内容简介

目录

在线试读部分章节

图书信息

作　者：帅志刚，邵久书　等编著出 版 社：科学出版社

出版时间：2008-8-1

版　次：1

页　数：875

字　数：1102000

印刷时间：2008-8-1

开　本：16开

纸　张：胶版纸

印　次：1

I S B N：9787030218704

包　装：精装

内容简介

理论化学建立于量子物理和统计力学的基础上，它既是现代化学的基础又是学科的前沿，具有重要挑战性。任何一门自然科学都离不开深入的理论研究，否则就难以形成完整的学科体系。本书汇集了国内多个研究机构近20个理论化学研究小组近年来所取得的科研积累，详细介绍了他们在理论化学研究中所取得的突出研究成果，并阐述了该领域的前沿发展趋势。内容包括电子结构理论、动力学理论和分子光谱、非平衡统计理论、功能材料理论设计、催化理论以及生物酶催化等。

本书可供从事理论与计算化学、分子模拟、功能材料科学等领域的科研人员及研究生阅读、参考。

目录

序一

序二

主编者的话

各章（节）编写人员

第0章　理论化学概论

0.1　引言

0.2　量子化学

0.3　化学动力学和统计力学

0.4　理论与计算化学应用

0.5　展望

参考文献

第一篇　电子结构理论

第1章 密度泛函理论及其数值方法

1.1　密度泛函理论基本概念

1.1.1　从波函数到电子密度

1.1.2　Hohenberg-Kohn定理：多体理论

1.1.3　Kohn-Sham方程：有效单体理论

1.2　交换关联能量泛函

1.2.1　交换关联穴

1.2.2　LDA和GGA

1.2.3　轨道泛函与非局域泛函

1.2.4　自相互作用修正

1.2.5　GW近似

1.3　含时密度泛函理论

1.3.1　含时密度泛函理论基本概念

1.3.2　线性响应

1.3.3　激发态能量和振子强度

1.4　密度泛函理论的扩展形式

1.4.1　强关联密度泛函理论

1.4.2　流密度泛函理论

1.4.3　相对论性密度泛函理论

1.4.4　密度泛函微扰理论

1.4.5　极化和介电常数

1.5　离散方法

1.5.1　基组：从量子化学到固体能带理论

1.5.2　格点：有限差分和有限元

1.5.3　小波方法

1.6　线性标度计算方法

1.6.1 实现线性标度的目的和根据的基本原理

1.6.2 自洽场中的线性标度方法

1.6.3　描述分子物理特性的线性标度方法

1.7　密度泛函理论的应用

1.7.1　效率与精度

1.7.2　材料物性

1.7.3　弱作用体系

1.7.4　生物大分子

1.7.5　分子电子学

1.7.6　分子光谱

1.7.7　分子动力学

参考文献

第2章 相对论量子化学基本原理及相对论密度泛函理论

2.1　引言

2.1.1　相对论效应

2.1.2　Dirac方程与负能态问题

2.2　相对论量子化学方法与变分原理

2.2.1　哈密顿

2.2.2　Dirac—Hartree-Fock（DHF）方法：极小极大变分原理

2.2.3　量子电动力学（QED）简介

2.3　矩阵表示

2.3.1 中心场本征函数

2.3.2　基函数：动能平衡条件

2.3.3　原子四旋量线性组合：“用原子合成分子”

2.4　相对论密度泛函理论

2.4.1　Dirac-Kohn-Sham（DKS）方程

2.4.2　准四分量方法

2.4.3　新一代准相对论方法XQR

2.4.4　交换相关作用：开壳层体系

第3章 概念密度泛函理论与浮动电荷分子力场

第4章　耦合簇方法的研究进展

第5章　多参考态组态相互作用

第6章 密度矩阵重整化群与半经验价键理论

第二篇 化学动力学和光谱及统计力学

第7章 多原子分子振转光谱的精确量子力学研究

第8章 分子反应动力学的含时波包与非绝热过程理论

第9章 实时和虚时量子演化半经典近似

第10章 化学反应速率常数的量子瞬子理论

第11章 量子耗散体系随机描述方法

第12章 量子耗散动力学理论介绍

第13章 非平衡非线性化学动力学

第三篇 理论与计算化学应用

第14章 有机电子学材料的理论化学研究

第15章 有机分子非线性光吸收理论

第16章 酶的结构及催化反应机理

第17章 多相催化理论模拟：现代簇模型方法

第18章 高分子材料的理论研究：从单分子链到分子聚集体

在线试读部分章节

第0章 理论化学概论

0.1　引言

自然科学在西方也称为精确科学。所谓精确科学，粗略地讲就是可以进行定量研究的学问。人们通常通过实验或推理计算进入各自的研究领域。众所周知，物理学和化学是自然科学的两个基本的领域，它们的分支学科物理化学和化学物理的内涵和目标均有差异，但却担当紧密连接两门主学科的桥梁。物理学探求不同事物和现象的内在统一规律，而化学则揭示原子分子世界缤纷多彩的相异性根源；两门主学科的立足点不同，思想方法也不同。换而言之，物理学和化学都追求精确性但聚焦于不同的层次上。物理学家宣称量子电动力学理论预测的电子的磁矩和实验测量值的偏差为10（-10）、理论的成功可谓令人叹为观止。那么化学研究又如何呢?化学家首先关心的是准确地合成出具有指定结构的任何分子。一个著名的例子是化学家Yoshito Kishi于1993年完成的海葵毒素C（129）H（223）N（3）O（54）（palytoxin）的全合成。它由72个独立的分子片段组成，由于每个分子片段可取2个不同构型，因此共有2（72）或5×10（21）种可能的立体异构体，而海葵毒素只是其中的一种，存在概率为10（-21）Yoshito Kishi教授设计的合成路线竟能百分之百地得到该天然化合物，说明化学研究的精湛已达到美妙绝伦的境界。其背景之一应归功于量子力学的建立，派生出理论与计算化学的知识框架，促使化学家立足于原子、分子乃至电子结构层次，去理解并掌握分子的结构、性能和反应动力学的规律，指导新物质的合成和设计。本书的主题就是讨论理论与计算化学的最新进展。它涉及的内容包括三个方面：分子和凝聚（组装）体系结构、化学分子动力学和物质性能。

揭示自然的奥秘和利用自然规律以发展生产、改善生活是科学发展的动力。相对于其他基础科学分支，化学更贴近人们的生活，它直接或间接地由人类物质需求所推动。现今，化学已成为一门核心、实用、创造性的基础科学领域，它为人类认识世界和社会文明与进步做出了巨大的贡献。在化学分支学科中，理论与计算化学的发展历史相对较短，尚不足百年，但其影响显著，且与日俱增。