宏觀分子相互作用理論：基礎和計算 [Molecular Interaction Theory in Macro State Basis and Calculation] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張福田 著

圖書標籤:

• 宏觀分子相互作用
• 理論
• 計算
• 物理化學
• 統計物理
• 分子模擬
• 凝聚態物理
• 界麵科學
• 生物物理
• 材料科學

齣版社： 上海科學技術文獻齣版社

ISBN：9787543952119

版次：1

商品編碼：10941722

包裝：精裝

外文名稱：Molecular Interaction Theory in Macro State Basis and Calculation

開本：16開

齣版時間：2012-03-01

用紙：膠版紙

頁數：659

字

內容簡介

宏觀分子間相互作用理論是討論大量粒子體係中分子問相互作用，由此在微觀分子間相互作用理論基礎上，找齣宏觀性質的統計規律性，即找齣宏觀性質的微觀結構，作為分析、解釋、改變宏觀性質的微觀依據。《宏觀分子相互作用理論：基礎和計算》以宏觀性質壓力為討論主綫，集聚瞭眾多實際數據，製成圖、錶對理論討論作瞭明確說明，將《宏觀分子相互作用理論：基礎和計算》理論觀點與實際數據結閤起來，成為具有特色的分子間相互作用理論專著。
全書共八章，前兩章介紹微觀的和宏觀的分子間相互作用理論，第三章討論分子間相互作用與宏觀性質的統計力學關係。後五章是分子壓力理論，介紹分子壓力的導齣，分子壓力與宏觀性質"壓力"的關係，分子壓力理論在純物質、氣體和液體混閤物的應用。提齣瞭分子壓力分為分子動壓力和分子靜壓力兩種概念，在液體混閤物--溶液討論中提齣溶液條件以區彆不同類型的溶液，並以物理界麵相平衡理論明確地解釋溶液成為理想溶液的微觀因素。
《宏觀分子相互作用理論：基礎和計算》可作為高等院校理工科（如物理、化學、化工、能源、生物、藥學、材料、冶金、等）有關專業的大學教師、高年級大學生和研究生的教、學參考書，也可供有關科研人員、工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第一章 微觀分子間相互作用
1-1 各種分子間相互作用
1-1-1 第一類分子間相互作用
1-1-2 第二類分子間相互作用
1-1-3 第三類分子間相互作用
1-2 長程力
1-2-1 靜電力
1-2-2 極性分子間相互作用（偶極力）
1-2-3 極性分子與非極性分子相互作用（誘導作用力）
1-2-4 非極性分子與非極性分子相互作用（色散作用力）
1-2-5總vander Waals力
1-3 其他分子間力
1-3-1 氫鍵力
1-3-2 金屬鍵力
1-3-3 其他相互作用
1-4 不同物質間分子間力

第二章 宏觀分子間相互作用
2-1 分子間力的加和性特性
2-1-1 第一類分子間相互作用加和性
2-1-2 第二類分子間相互作用加和性
2-2 大量分子體係中分子間的相互作用
2-2-1 大量分子的影響
2-2-2 異類分子的影響
2-2-3 分子體積的影響
2-2-4 局部組成概念
2-3 宏觀長程力基本概念
2-3-1 基本概念
2-3-2 靜電長程力
2-3-3 中間分子的影響
2-3-4 界麵分子對界麵另一側分子的影響
2-3-5 同一相內分子對界麵分子的影響
2-3-6 大量分子係統中長程色散力
2-4 宏觀狀態與微觀狀態
2-4-1 氣態物質
2-4-2 氣體的微觀模型
2-4-3 液態物質
2-4-4 液體分子動壓力
2-4-5液體分子靜壓力

第三章 宏觀分子間相互作用統計力學基礎
3-1 統計規律性
3-1-1 統計平均值
3-1-2 漲落
3-1-3 統計平均值的加和性（1）
3-1-4 統計平均值的加和性（2）
3-2 配分函數
3-2-1 分布
3-2-2 三種係綜分布函數
3-2-3 最可幾分布
3-2-4 配分函數
3-2-5 熱力學量與配分函數
3-2-6 靜態分子間相互作用
3-3 分子間相互作用與宏觀性質
3-3-1 分子間相互作用與物質性質
3-3-2 錶麵張力
3-3-3 壓力
3-4 徑嚮分布函數與無序、有序結構
3-4-1 無序結構與有序結構的能量
3-4-2 無序結構與有序緒構的壓力
3-4-3 Ornstein-Zernike方程
……
第四章 分子壓力
第五章 純物質氣相分子壓力
第六章 氣體混閤物的分子壓力
第七章 液體分子壓力
第八章 溶液分子壓力
附錄

前言/序言

宏觀分子相互作用理論：基礎與計算 圖書簡介 本書係統地探討瞭宏觀尺度下分子間相互作用的理論框架及其在計算化學與材料科學中的應用。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎物理化學原理到復雜多尺度模擬方法的全麵論述，旨在為讀者提供一個深入理解和有效運用分子間作用力的工具箱。 第一部分：基礎理論框架 本部分奠定瞭理解宏觀分子相互作用的理論基石。首先，我們從統計力學的角度齣發，深入剖析瞭熱力學平衡態下係統行為的本質。重點討論瞭配分函數（Partition Function）的構建及其在描述大量分子集閤體中的作用。如何將微觀的分子間勢能函數提升到宏觀可觀測的量，是本部分的核心議題。 接著，我們詳細闡述瞭各類長程和短程分子間作用力的物理起源。非極化作用力（如範德華力，包括倫敦色散力）的量子力學描述被放在重要位置，特彆是如何通過微擾理論或近似方法計算齣這些瞬時偶極誘導偶極相互作用的能量貢獻。對於極性體係，靜電相互作用，包括偶極-偶極、偶極-四極以及更高階的多極展開，在不同介質環境下的修正，如介電效應的影響，被進行瞭詳盡的分析。 此外，溶劑效應的引入是理解宏觀相互作用的關鍵。我們將介紹連續介質模型（如PCM模型）和溶劑化理論（如Born模型及其擴展），用以量化溶劑化自由能對分子間相互作用的影響。氫鍵作為一種具有高度方嚮性和特徵強度的相互作用，其結構特徵、能量範圍及其在生物體係和超分子化學中的決定性作用，也有專門的章節進行深入討論。 第二部分：從孤立對到多體效應 理解孤立分子對的相互作用是構建宏觀理論的起點，但真實世界中分子總是處於集體環境中。本部分著重於如何從二體作用推廣到多體相互作用。 我們探討瞭多體相互作用（Many-Body Effects）的必要性及其物理來源，特彆是在涉及高極化率分子或離子聚集體時，忽略多體效應可能導緻的係統性誤差。基於密度泛函理論（DFT）的框架下，如何精確地捕獲誘導極化項是研究的難點。本書介紹瞭多體展開方法（Many-Body Expansion, MBE）的原理，並討論瞭其在實際計算中的收斂性和截斷誤差控製。 在處理復雜體係時，勢能麵（Potential Energy Surface, PES）的構建至關重要。我們詳細論述瞭勢能函數的開發過程，包括經驗性勢場（Force Fields）的參數化策略，如何從量子化學數據擬閤齣高效且準確的勢函數，以確保在分子動力學模擬中能準確再現實驗觀測的宏觀性質。 第三部分：計算方法與模擬技術 理論的價值最終體現在其可計算性上。本部分聚焦於支撐宏觀分子相互作用研究的計算工具和模擬範式。 在量子化學計算方麵，本書迴顧瞭當前主流的密度泛函理論（DFT）方法，並特彆關注瞭色散校正（如DFT-D方法）在準確描述長程非定域色散力中的作用。對於需要高精度波函數描述的體係，如激發態相互作用或弱鍵體係，耦閤簇（Coupled Cluster）方法在分子間作用能計算中的應用及其局限性也被討論。 對於涉及大量分子或長時間尺度的宏觀模擬，分子動力學（Molecular Dynamics, MD）和濛特卡洛（Monte Carlo, MC）模擬是核心工具。我們係統地介紹瞭經典MD模擬的算法（如 Verlet 積分），自由能微擾（FEP）和熱力學積分（TI）等計算絕對或相對自由能的計算策略。重點介紹瞭如何將分子間勢場（特彆是考慮瞭電子極化效應的極化MD）集成到模擬流程中，以捕捉體係在熱力學平衡態下的動態行為和結構弛豫過程。 第四部分：應用與前沿展望 本書最後一部分將理論和計算方法應用於具體的宏觀體係，展示其強大的預測能力。 在溶液化學中，我們探討瞭溶解過程中的構象變化、擴散動力學以及反應速率的溶劑依賴性。在凝聚態物理和材料科學領域，重點關注瞭晶體工程、有機半導體中的電荷傳輸機製，以及液晶、高分子等復雜流體材料的相變行為，這些都高度依賴於精確的分子間作用力描述。 對於界麵現象，如固-液界麵、生物膜錶麵等，分子間的排布和吸附過程是理解潤濕性、催化活性和生物相容性的關鍵。我們將介紹在這些復雜界麵上應用密度泛函理論和分子動力學模擬的特定技術和挑戰。 本書的展望部分將探討未來研究的趨勢，包括對非平衡態相互作用的理論探索、機器學習輔助的勢能麵構建方法，以及如何將宏觀尺度的熱力學平均與微觀的量子效應更有效地耦閤起來，以應對更具挑戰性的復雜分子係統的模擬需求。 目標讀者： 本書適閤具有堅實物理化學和量子力學基礎的化學、物理學、材料科學及相關工程領域的研究生、博士後研究人員，以及需要深入理解分子間作用力理論及其計算實踐的科研工作者和高級本科生。通過本書的學習，讀者將能夠批判性地評估現有理論模型的適用性，並設計齣可靠的計算方案來解決實際的宏觀分子相互作用問題。

評分☆☆☆☆☆

我對生物物理學領域的一些難題一直感到睏惑，尤其是蛋白質摺疊、DNA復製以及細胞膜的形成等復雜生物過程，它們背後究竟隱藏著怎樣的分子層麵的原理？《宏觀分子相互作用理論：基礎和計算》這個書名，恰好觸及瞭我最想探究的核心問題。“宏觀”與“分子相互作用”的結閤，讓我猜測這本書能夠解釋，為何無數個微小的分子，在特定的相互作用下，能夠組裝成具有復雜功能的宏觀結構。我特彆關注“計算”這一部分，因為它暗示瞭書中可能提供瞭一些工具和方法，用於模擬和分析這些相互作用。我想知道，科學傢們是如何利用計算手段來理解這些生物大分子的三維結構，以及它們是如何在動態變化的環境中相互作用的。會不會涉及到一些模擬技術，比如吉布斯自由能計算、路徑積分方法，或者其他更先進的計算生物物理學技術？我希望這本書能揭示，如何通過量化的方式來描述和預測生物分子之間的相互作用，從而解釋例如藥物與靶點分子的結閤機製，或者酶催化反應的分子基礎。如果書中能提供一些可視化手段的介紹，讓我能更直觀地“看到”這些分子間的“舞蹈”，那將是莫大的收獲。我期待這本書能為我揭示生物體內部那些令人驚嘆的微觀奧秘。

評分☆☆☆☆☆

我最近對材料科學領域的一些前沿發展特彆感興趣，而“宏觀分子相互作用理論”這個方嚮，感覺就像是打開瞭新世界的大門。想象一下，如果我們能精確地理解和控製分子間的相互作用，是不是就能設計齣擁有特定性能的全新材料？比如，我們能不能製造齣更輕更強的閤金，或者更高效的催化劑，甚至能夠模擬生物體的自我修復能力？這本書的書名，特彆是“宏觀”和“計算”的結閤，讓我覺得它可能提供瞭一些關於如何實現這種“分子級設計”的思路。我猜測書中可能會詳細介紹一些基於量子力學或分子動力學模擬的計算方法，這些方法能夠讓我們“看到”分子在做什麼，它們之間是如何相互吸引或排斥的。我很想知道，作者是如何將這些微觀的計算結果，轉化為對宏觀材料性質的預測和理解的。是不是會用到一些先進的算法和強大的計算資源？這本書會不會提供一些實際案例，展示這些理論和計算是如何被應用到解決實際工程問題上的？比如，在藥物研發、納米技術或者能源儲存等領域，分子相互作用理論扮演著怎樣的角色？如果能學到一些實操性的計算技巧，那這本書的價值就更是不可估量瞭。我期待它能給我帶來一些啓發，讓我看到理論與實踐結閤的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名實在太吸引人瞭，一看就覺得是那種能把復雜問題掰開瞭、揉碎瞭講清楚的書。《宏觀分子相互作用理論：基礎和計算》這個名字，光是“宏觀”和“分子相互作用”結閤起來，就讓人好奇它是如何跨越尺度，將微觀世界的精妙機製與宏觀現象聯係起來的。我尤其對“理論：基礎和計算”這幾個字充滿瞭期待。我一直覺得，科學的魅力在於理論的嚴謹和計算的強大，這兩者結閤纔能真正揭示事物的本質。這本書會不會從最根本的原理講起，一步步推導齣那些我們肉眼看不見的分子之間是如何嬉戲打鬧，最終影響到我們身邊的各種宏觀物質的性質？比如，水是怎麼結冰的？蛋白質是怎麼摺疊的？這些看似平常的現象背後，一定是無數微小的分子在進行著精密的“對話”。我希望這本書能給我一個清晰的框架，讓我理解這些“對話”的語言，以及科學傢們是如何通過復雜的計算來模擬和預測這些過程的。會不會涉及到一些經典理論，比如統計力學、熱力學，又或者是更加前沿的計算方法？如果能把這些理論講得既深入淺齣，又能在計算層麵提供一些實用的指導，那簡直就是我的福音瞭。我希望這本書能幫助我建立起一個完整的知識體係，讓我不再對這些宏觀下的微觀世界感到模糊和遙遠。

評分☆☆☆☆☆

我一直對凝聚態物理學中的相變和臨界現象非常著迷，這些宏觀的、劇烈的變化，背後一定有著深刻的微觀相互作用機製。《宏觀分子相互作用理論：基礎和計算》這個書名，瞬間抓住瞭我的注意力，因為它似乎承諾瞭將微觀世界的復雜性與宏觀物理現象聯係起來。我很好奇，書中是如何從最基礎的分子相互作用齣發，來解釋諸如液體沸騰、固體熔化，甚至是更復雜的磁性材料的相變等現象的。“理論：基礎”部分，我期待它能夠清晰地梳理齣不同類型的分子力，以及它們在宏觀體係中所扮演的角色，比如長程力和短程力，以及它們如何影響物質的整體行為。“計算”部分更是讓我興奮，這意味著它可能提供瞭一些量化的工具，來研究這些相互作用。我希望瞭解，科學傢們是如何利用計算模擬來探索相空間，識彆相變點，以及理解臨界現象的普適性規律的。書中會不會介紹一些關鍵的計算方法，比如格點模型、重整化群方法，或者其他用於研究多體問題的數值技術？我希望這本書能夠幫助我理解，如何將微觀的相互作用參數，轉化為宏觀熱力學方程中的關鍵係數，並最終解釋那些令人驚嘆的宏觀物理行為。這本書對我來說，可能是一扇通往理解物質世界深層規律的窗戶。

評分☆☆☆☆☆

我是一名化學專業的學生，最近在學習熱力學和統計力學，感覺在理解一些宏觀的化學現象時，總覺得隔瞭一層窗戶紙。《宏觀分子相互作用理論：基礎和計算》這個書名，讓我覺得它可能就是那把鑰匙。我一直很好奇，為什麼一些化學反應在特定條件下會發生，而另一些則不會？為什麼物質會有不同的相態，比如固態、液態、氣態？這些宏觀的性質，一定與微觀分子之間的相互作用有著韆絲萬縷的聯係。我希望這本書能夠係統地解釋清楚，分子間的引力、斥力、氫鍵、範德華力等等，是如何在微觀層麵決定著物質的宏觀行為的。更讓我興奮的是“計算”這個詞，這意味著這本書可能不僅僅是理論上的闡述，還會涉及如何通過數學模型和計算機模擬來研究這些相互作用。我希望能瞭解一些常用的計算方法，比如濛特卡羅模擬或者分子動力學模擬，以及它們在研究化學體係中的應用。如果能看到書中是如何將這些微觀的模擬結果，與宏觀的熱力學數據（比如焓、熵、自由能）聯係起來的，那對我的學習將會有巨大的幫助。我渴望這本書能夠給我一個清晰的認識，讓我不再停留在錶麵的描述，而是能深入理解化學過程的本質。

評分☆☆☆☆☆

對從事分子物理和分子間作用勢的人有很好的參考意義。

評分☆☆☆☆☆

【譯文】

評分☆☆☆☆☆

【譯文】

評分☆☆☆☆☆

為什麼要知道陰陽中又各有陰陽的道理呢？這是因為隻有據此來診斷四時疾病的陰陽屬性，纔能進行治療，比如鼕病在陰，夏病在陽，春病在陰，鞦病在陽，要依據疾病各自所在部位的陰陽屬性來選擇相應的針刺療法和砭石療法。

評分☆☆☆☆☆

就人體而言，外屬陽，內屬陰。單就人的軀乾而言，背部為陽，腹部為陰。就髒腑而言，髒屬陰，腑屬陽。即肝、心、脾、肺、腎五髒都屬陰，膽、胃、大腸、小腸、膀胱、三焦六腑都屬陽。

評分☆☆☆☆☆

因此春季邪氣傷人，病多發生在頭部；夏季邪氣傷人，病多發生在心髒；鞦季邪氣傷人，病多發生在肩背；鼕季邪氣傷人，病多發生在四肢。

評分☆☆☆☆☆

與從量子力學角度討論分子間相互作用不同，該書作者提供瞭一個宏觀的視角來闡述，對於更好的認識分子間相互作用，很用幫助！

評分☆☆☆☆☆

東風在春季産生，通常引發肝的病變，病邪從頸部侵入。南風在夏季産生，常常引發心的病變，病邪從胸脅侵入。西風在鞦季産生，常常引發肺部的病變，病邪從肩背侵入。北風在鼕季産生，多引發腎的病變，病邪從腰股侵入。長夏屬土，土位於中央，病變多發生在脾，病邪常從背脊侵入。

評分☆☆☆☆☆

非常滿意，五星