分子力學

分子力學（molecular mechanics）建立在經典力學理論基礎上，藉助經驗和半經驗參數計算分子結構和能量的方法，又稱力場方法（force field method）。目前廣泛地用於計算分子的構象和能量。這一方法的產生可以追溯到M. Born和R. Oppenheimer (1927年)，P.M. Morse (1929年)，以及D.H.Andrews（1930年）的工作。

基本信息

• 中文名：分子力學
• 英文名：molecular mechanics

• 別名：力場方法
• 套用：計算分子的構象和能量

簡介

分子力學

該方法的基本思想是將分子看作是一組靠彈性力維繫在一起的原子的集合。這些原子若過於靠近，則會受到排斥力的影響；若遠離，則會造成連線它們的化學鍵的拉伸或壓縮、鍵角的扭曲，引起分子內部引力的增加。每個真實分子的結構，都是上述幾種作用達到平衡的結果。

在分子以及凝聚體內部，化學鍵都有“自然”的鍵長值和鍵角值，當滿足這些條件時，體系的能量、以及內部原子間的相互作用均應滿足某種極值條件。分子要調整它的幾何形狀（構象），以使其鍵長值和鍵角值儘可能接近自然值，同時也使非鍵作用處於最小的狀態。

特徵

在分子內部，化學鍵都有“自然”的鍵長值和鍵角值。分子要調整它的幾何形狀（構象），以使其鍵長值和鍵角值儘可能接近自然值，同時也使非鍵作用處於最小的狀態。在某些有張力的分子體系中，分子的張力可以計算出來。但直到1946年，T.L.Hill才提出用van derWaals作用能和鍵長、鍵角的變形能來計算分子的能量，以最佳化分子的空間構型。Hill寫道：“分子內部的空間作用是眾所周知的。

1、基團或原子之間靠近時則相互排斥；

2、為了減少這種作用，基團或原子就趨於相互離開，但是這將使鍵長伸長或鍵角發生彎曲，又引起了相應的能量升高。最後的構型將是這兩種力折衷的結果，並且是能量最低的構型”。同時，Dostro-vsky和Westeimer成功地用比較方便的方式處理各種鹵素原子參與的SN2反應速率，得到了比較令人滿意的結果。至此，分子力學的思想和方法就建立起來了。

雖然，Westeimer的有關計算表明，分子力學可以說明分子的構象、能量等一些性質，但在40年代分子力學並沒有得到發展。直到50年代以後，隨著電子計算機的發展，用分子力學來確定和理解分子的結構和性質的研究才越來越多。直到這時，才可以說分子力學已成為結構化學研究的重要方法之一。近幾年來，隨著現代技術的發展和套用，特別是計算機技術的發展，分子力學方法已不僅能處理一般的中小分子，也不僅主要套用於有機化學領域，而且能處理大分子體系。在其他的一些領域，如生物化學、藥物設計、配位化學中，都有了廣泛的套用。