分子動力學模擬是化學嗎?

時間 2021-05-11 16:07:17

1樓:

首先化學並不只是包含化學反應才叫化學,有機化學在講有機反應,介面化學呢?膠體化學呢?等等。

你看看物理化學裡面有多少內容是講反應的呢?而同樣地,分子動力學模擬也是乙個很大的東西,做化學反應有關的模擬只是很小的一部分,而且也不是分子動力學最擅長的。捕捉過渡態,研究反應機理是量化擅長的。

分子動力學模擬更多的是解決與熱力學和動力學有關的化學問題,就比如題主所做的蛋白質裡面的氫鍵,並不是乙個化學反應,但氫鍵確實是化學問題,而且是很重要的化學問題。所以你做的除了是生物問題,是不是也是在做化學呢?

2樓:

分子動力學當然是化學,最早就是理論物理化學家創造出來的。

現代化學很多問題不一定有化學鍵的斷裂和生成才叫化學,例如溶劑化動力學(solvation dynamics),振動弛豫(vibrational relaxation),輻射和非輻射電子弛豫,以及光合作用中的能量傳遞和光伏(太陽能)材料裡的電荷轉移等,這些都可以用MD為工具研究。而且 @葉洪舟 說的很好,力場已經擬合了絕大部分電子的量子作用。再加上更多的半經典動力學semiclassical dynamics,混合量子經典Mixed quantum-classical dynamics以及基於路徑積分的方法都是基於分子動力學的。

所以誰如果告訴你范德華力或者氫鍵這種弱相互作用不是化學,基本可以斷定不是專業人士。

3樓:

新科諾獎goodenough,學物理出身,最得意的工作是mott相變,最後靠鋰電拿了諾貝爾獎。這種事還有很多。現在不流行按數理化生分學科。

流行按「搞電池的」,「搞宇宙的」,「搞基因」,「搞燃燒的」,「搞催化的」。。。。這樣的研究領域來分科。比如「搞基因」的,學數理化生出身的人都有,到頭來都來搞基因。

分子動力學模擬,搞材料,搞生化,搞細胞,搞統計物理,搞電池的都有在用。

4樓:

這個問題的本質在於我們對化學的定義,也就是說必須有鍵的生成和斷裂,在微觀層面上來說就是電子密度發生了變化。但是其實這個「鍵」的定義其實是比較模糊的,直觀上來說,可能只有共價鍵才叫真正的「鍵」。但是其實離子鍵,金屬鍵其實也是鍵啊。

但是,HCl本來是共價鍵,進入水中變成變成離子鍵,這個過程是否化學似乎不太有定論。還有NaCl溶於水中,嚴格來說其實也是化學反應,因為發生了離子鍵的斷裂,原子們變成了水合物,但是直覺上覺得溶解是乙個物理過程。

如果我們把氫鍵也當成一種「鍵」的話,那麼其實分子動力學模擬是化學的。

氫鍵到底是不是化學,肯定是的,53年pauling獲得化學獎,很大程度是他提出了氫鍵的概念。前幾年超分子獲得化學獎,超分子之間主要靠氫鍵鏈結。如果DNA解鏈了,那它就不是DNA了。

因為在分子模擬過程中,不斷發生著氫鍵的生成和斷裂。所以,從這個角度來說,分子動力學是化學的。

5樓:數學優先

2) 目前分數理化這些分類法,以後的社會大概率會大改;

3) 人要以興趣而學,但哲學、管理、數學物理、歷史、計算機是必學的。

6樓:

是化學,畢業時可以關注晶泰科技的招聘,常年招聘分子模擬工程師、計算化學工程師等等。

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7樓:

化學行為本質上是一種量子效應或一組量子效應。

在上述的方程組中作為量子效應的化學鍵作用全部體現在勢能 中。而勢能 又取決於全體核的位置,勢能可以通過量化的方法精確計算,或者通過力場的方法近似計算出來。

8樓:賈明子

當然算是。且不說有答主指出問題中的錯誤,分子動力學模擬確實是有包括電子的,就算是麥克斯韋和玻爾茲曼時代的經典分子動力學,把分子當成彈性小球對待,那也是物理化學課程的必學內容啊。

9樓:邵燁程

分子動力學模擬是經驗。

第一性原理的基本模型是離子和電子,方程是量子力學的方程,相互作用可以直接計算,計算結果可以顯式地看到電子的密度,但是無奈複雜度太高。

分子動力學的基本模型是原子,方程是經典力學的方程。但是物理上原子和原子並不直接相互作用,如何如何在沒有電子的情況下刻畫他們的相互作用呢?這個時候就需要勢(interatomic potential)或者力場(atomic force field )。

第一性原理的計算中,是通過離子位置,求解電子密度,再得到離子受到的力,而勢所做的就是通過函式擬合,跳過電子,直接通過離子位置近似出離子的力和能量。這種擬合一定程度上是準的。

所以這麼說來,用分子動力學算東西不是化學,因為所有計算結果只是勢的性質,而不是物質的性質。是牛頓力學而不是化學。但是勢是對電子的貢獻的近似,所以如果勢足夠準,那結果就可以當成是化學。

10樓:Dr.張狒狒

你的問題描述裡顯示你用過這個東西吶。

首先,分子動力學模擬是乙個工具系列。

掃瞄電子顯微鏡是電子學嗎?問題問的不好。

MD模擬物理化學都可以用,材料也用,工程也用(不多),大資料也用(不多)。

其次,MD有的系統可以成鍵,觀察鍵的變化,電子雲分布,能量變化等等等等。

要說MD裡面有沒有考慮化學反應,有的工具有,有的工具沒有。

當然小到這個級別,物理/化學分的已經不開了。

11樓:Sion Wang

首先,我們要思考:化學的本質是什麼?化學反應的本質是什麼?這兩個問題一樣嗎?

化學並不是由是否存在反應定義的。事實上,原子尺度的大多數問題都屬於化學有所涉及的領域——除非你要把物理化學開除化學陣營。在這個意義上,只要你用MD研究的是化學問題,那它就是在做化學。

不過對於那種跑軌跡看構象的研究,我還是持保留意見的。

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