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。
样章试读
目录
- 序一
序二
主编者的话
各章(节)编写人员
第0 理论化学概论 帅志刚 邵久书
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
1.2 交换关联能量泛函
1.3 含时密度泛函理论
1.4 密度泛函理论的扩展形式
1.5 离散方法
1.6 线性标度计算方法
1.7 密度泛函理论的应用
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 刘文剑
2.1 引言
2.2 相对论量子化学方法与变分原理
2.3 矩阵表示
2.4 相对论密度泛函理论
2.5 结论与展望
参考文献
第3章 概念密度泛函理论与浮动电荷分子力场 杨忠志
3.1 概念密度泛函理论
3.2 分子力学
3.3 分子动力学模拟简述
3.4 ABEEM/MM浮动电荷蛋白质力场模型
3.5 ABEEM/MM蛋白质力场模拟分子构象
3.6 实际蛋白质分子Crambin结构模拟
参考文献
第4章 耦合簇方法的研究进展 黎书华 帅志刚
4.1 引言
4.2 单参考耦合簇方法的基本原理
4.3 单参考耦合簇方法的线性标度算法
4.4 一种新的多参考耦合簇理论——块相关耦合簇方法
4.5 运动方程耦合簇方法
4.6 总结与展望
参考文献
第5章 多参考态组态相互作用 文振翼 王育彬
5.1 引言
5.2 组态函数和组态相互作用方法
5.3 CI的酉群算法
5.4 近似MRCI方法
5.5 Xi’an-CI程序
5.6 基于Slater行列式的CI方法
5.7 单参考态与多参考态方法的比较
5.8 MRCI方法展望
附录
参考文献
第6章 密度矩阵重整化群与半经验价键理论刘春根 武 剑 帅志刚
6.1 引言
6.2 价键理论在半经验模型中的应用
6.3 密度矩阵重整化群方法
6.4 DMRG在共轭体系的价键理论计算中的应用
6.5 DMRG在共轭体系的PPP模型计算中的应用
6.6 对称化DMRG与共轭高分子激发态结构
6.7 总结与展望
参考文献
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 周燕子 冉翃 谢代前
7.1 多原子分子核运动动能算符的量子力学表达式
7.2 有限基组表象与离散变量表象
7.3 求解大型稀疏矩阵本征问题的Lanczos递推算法
7.4 光谱强度的计算
7.5 振动共振态的计算
7.6 应用
参考文献
第8章 分子反应动力学的含时波包与非绝热过程理论 韩克利 楚天舒 张岩
8.1 绝热含时波包理论
8.2 化学反应的绝热及非绝热效应
8.3 非绝热含时波包理论
8.4 非绝热量子含时波包理论在化学反应中的应用
参考文献
第9章 实时和虚时量子演化半经典近似 邵久书
9.1 概论
9.2 半经典传播子
9.3 无指前因子的FBSD方法
9.4 热平衡算符的时间演化高斯近似TEGA
9.5 结论和展望
参考文献
第10章 化学反应速率常数的量子瞬子理论 赵 仪 王文己
10.1 引言
10.2 瞬子理论
10.3 QI理论
10.4 QI理论的应用
10.5 总结
附录
参考文献
第11章 量子耗散体系随机描述方法 邵久书 周匀
11.1 概论
11.2 量子耗散体系的随机描述
11.3 级联方程组方法、混合随机-确定性方法和可变随机-确定性方法
11.4 自旋-玻色模型在零温度下的耗散动力学
11.5 总结和展望
附录 随机过程、随机微积分的一些基本概念
参考文献
第12章 量子耗散动力学理论介绍徐瑞雪 严以京
12.1 引言
12.2 线性响应理论与相关函数
12.3 影响泛函路径积分
12.4 Brown振子体系
12.5 通过路径积分求导建立微分量子耗散方程
12.6 小结
附录
附录A Brown振子体系的路径积分
附录B 方程(12.66)的推导
参考文献
第13章 非平衡非线性化学动力学 侯中怀 辛厚文
13.1 非线性化学动力学简介
13.2 噪声和无序的积极作用
13.3 介观化学振荡体系中的内涨落效应
13.4 总结和展望
参考文献
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 帅志刚 彭 谦 陈丽平 王林军 杨笑迪
14.1 引言
14.2 光吸收与光发射谱的基本特征
14.3 高分子电致发光内量子效率可以超过25\%的自旋统计极限
14.4 预测分子发光效率的理论方法
14.5 有机电子输运的小极化子模型与第一性计算
14.6 局域电子传输理论——Marcus电荷转移与扩散
14.7 总结与展望
参考文献
第15章 有机分子非线性光吸收理论 帅志刚 朱凌云 易院平
15.1 引言
15.2 张量方法研究卟啉类化合物的多光子吸收性质
15.3 修正矢量方法及其在共轭分子的多光子吸收的应用
15.4 总结与展望
参考文献
第16章 酶的结构及催化反应机理 吕文彩 李泽生
16.1 引言
16.2 酶的结构与功能
16.3 蛋白质三维结构预测
16.4 蛋白质活性位点的预测及酶催化反应的反应机理
16.5 展望
参考文献
第17章 多相催化理论模拟：现代簇模型方法
17.1 引言
17.2 表面理论研究
17.3 金属簇模型方法
17.4 金属氧化物簇模型方法
17.5 结语和展望
参考文献
第18章 高分子材料的理论研究：从单分子链到分子聚集体 马晶
18.1 引言
18.2 窄能隙共轭高分子材料的理论设计
18.3 分子间相互作用：分子模拟在凝聚相体系中的应用
18.4 基于有机高聚物的pn结
18.5 其他固体表面体系
18.6 挑战与展望
参考文献
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