课程编号：030001课程名称：《分子模拟方法》
总 课 时：54学 分：3
开课单位：化学化工学院开课学期：第二
一教学目标
通过本课程的学习，使学生了解该技术的发展状况，熟悉和掌握分子模拟方法的理论、基础、技术应用领域，了解分子模拟可以用来解决什么样的化学相关问题，为进一步在实际的研究中运用分子模拟方法进行辅助研究打下基础。
二教学内容和学时分配
第一讲 绪 论(学时数：3学时)
介绍分子模拟方法在化学相关领域的应用，该方法应用的科学意义、与化学试验学科研究的相互促进关系，量子化学的简单理论基础，量子化学计算的理论轮廓------方法和基组。
第二讲 分子模拟计的各种方法(学时数：3学时)
介绍分子模拟的不同层次方法
第三讲 分子轨道理论(学时数：3学时)
多原子分子分子的分子轨道理论的数学形式，包括Hatree近似和Fock近似下的单电子Shrodinger方程，Roothaan-Hall矩阵形式的方程。
第四讲 半经验量子化学计算方法(学时数：3学时)
各种半经验量子化学计算方法的理论近似方法。
第五讲 单电子的特性(学时数：3学时)
介绍分子轨道的形状与分子反应活性的关系、电子密度分布、电子布局数、电子自旋密度、分子轨道和自然分子轨道等在研究化学问题时的应用和分析方法。
第六讲 分子轨道理论的基函数(学时数：3学时)
介绍量子化学计算时的基函数，基函数的选择原则、适用范围等。
第七讲 几何构型优化方法(学时数：3学时)
分子的几何构型和化学反应过渡态结构的优化方法。
第八讲 分子振动频率和能量修正处理方法(学时数：3学时)
分子振动光谱的计算和零点能修正。
第九讲 相关能及分子激发态(学时数：3学时)
讲解分子的相关能处理方法，分子的激发态，可见-紫外光谱。
第十讲 密度泛函计算方法(学时数：3学时)
介绍密度泛函理论方法和TD-DFT含时密度泛函方法。
第十一讲 分子动力学模拟简介及发展历程(学时数：3学时)
介绍动力学的各种模型，各种模型在应用中不断提高精度的发展历程。
第十二讲 分子力学力场简介(学时数：3学时)
分子能量函数表达形式。
第十三讲 分子动力学模拟的基本原理(学时数：3学时)
介绍系统的运动方程及积分方法、边界条件的设定、算法程序。
第十四讲 分子建模(学时数：3学时)
介绍Packmol、Gaussian 09、Materials Studio等多种软件，突出建模时的技巧。
第十五讲 分子动力学模拟流程(学时数：3学时)
介绍分子动力学模拟输入文件的设定方法，相关计算结果数据的分析方法。
第十六讲 软件的安装应用(学时数：3学时)
介绍M.Dynamix、Gaussian 09、Materials Studio等软件的安装、使用。
第十七、十八讲 上机具体操作(学时数6学时)
具体讲授软件在应用中的操作方法，练习、熟悉操作步骤，观看计算结果的输出形式，输出结果的物理意义，结果数据的图形化输出，结果的存储、拷贝、打印等等。
教材及主要参考书：
1、《Gaussian 09使用手册》
2、《HyperChem for Windows》
3、《计算化学》（《Computational Chemistry》）David C. Young. Cytoclonal Pharmaceutics Inc.
4、《分子模拟(从算法到应用)》汪文川
5、《分子模拟的原理与应用》Leach, A. R.
预修课程：
物理化学、结构化学、高等数学、线性代数。