Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 542672)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Межмолекулярные взаимодействия. Физическая интерпретация, компьютерные расчеты и модельные потенциалы (440,00 руб.)

0   0
Первый авторКаплан И. Г.
АвторыБезруков Д. С., Рябинкин И. Г., Степанов Н. Ф.
ИздательствоМ.: Лаборатория знаний
Страниц397
ID443467
АннотацияКнига, написанная нашим соотечественником, профессором Автономного национального университета Мехико, содержит описание взаимодействий между молекулами на больших, средних и малых расстояниях, а также в многоэлектронных системах. Некоторые теоретические построения опубликованы впервые. Дан сравнительный анализ модельных потенциалов, используемых в современных квантово-химических расчетах и при компьютерном моделировании в физике, химии и молекулярной биологии. Рассмотрены многочастичные системы, для которых характерна неаддитивность силовых эффектов. В приложении приведены сведения из теории групп, векторного и тензорного исчисления и обзор методов неэмпирического исследования многоэлектронных систем.
Кому рекомендованоДля химиков, молекулярных физиков и молекулярных биологов — научных сотрудников, преподавателей и студентов.
ISBN978-5-00101-503-1
УДК544:004.9
ББК24.5в6
Каплан, И.Г. Межмолекулярные взаимодействия. Физическая интерпретация, компьютерные расчеты и модельные потенциалы = Intermolecular Interactions: Physical Picture, Computational Methods and Model Potentials [Электронный ресурс] / ред.: Н.Ф. Степанов, пер.: Д.С. Безруков, пер.: И.Г. Рябинкин, И.Г. Каплан .— 3-е изд. (эл.) .— М. : Лаборатория знаний, 2017 .— 397 с. — Пер. с англ.; Библиогр. в конце гл.; Деривативное эл. изд. на основе печ. аналога (М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012); Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 397 с.); Систем. требования: Adobe Reader XI; экран 10" .— ISBN 978-5-00101-503-1 .— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/443467

Предпросмотр (выдержки из произведения)

И. Г. Каплан МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Физическая интерпретация, компьютерные расчеты и модельные потенциалы МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Intermolecular Interactions: Physical Picture, Computational Methods and Model Potentials Ilya G. <...> Kaplan John Wiley & Sons, Ltd И. Г. Каплан МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Физическая интерпретация, компьютерные расчеты и модельные потенциалы Перевод с английского канд. физ.мат. наук Д. С. Безрукова и канд. физ.мат. наук И. Г. Рябинкина под редакцией профессора, доктора физ.мат. наук Н. Ф. Степанова 3-е издание (электронное) Москва Лаборатория знаний 2017 УДК 544:004.9 ББК 24.5в6 К20 Каплан И. Г. К20 Межмолекулярные взаимодействия. <...> Зачастую в книгах по квантовой механике теория межмолекулярных взаимодействий сводится к обсуждению поведения атом-атомных взаимодействий на больших расстояниях и введению дисперсионных сил, а во многих учебниках не рассматриваются даже дисперсионные силы. <...> Глава 4 посвящена проявлениям неаддитивных эффектов и многочастичным силам, ответственным за эти эффекты. <...> Рассмотрим для примера широко используемый потенциал Леннард-Джонса, также известный как потенциал 6–12: V LJ (R)= a R12 − R6 . b (1.1) Этот потенциал (см. разд. <...> Следует отметить, что полуэмпирические потенциалы не могут правильно описывать межмолекулярные потенциалы в широком диапазоне изменения расстояний. <...> Энергия взаимодействия наведенного дипольного момента dB с электрическим полем DA равна Eqd = −dB · DA = −αBD2 лекулу A оказывает квадрупольный момент молекулы B, и, усреднив по всем вероятным взаимным ориентациям, Дебай получил следующее выражение для энергии взаимодействия: A. <...> Дисперсионные силы называются также силами Лондона, или ван-дер-ваальсовыми силами. <...> Вводная глава 1.3 Концепция межатомных потенциалов и адиабатическое приближение Согласованная теория межмолекулярных сил может быть построена только на основе квантово-механических принципов. <...> Волновая функция системы в адиабатическом приближении записывается в виде простого <...>
Межмолекулярные_взаимодействия._Физическая_интерпретация,_компьютерные_расчеты_и модельные_потенциалы.pdf
И. Г. Каплан МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Физическая интерпретация, компьютерные расчеты и модельные потенциалы Перевод с английского канд. физ.мат. наук Д. С. Безрукова и канд. физ.мат. наук И. Г. Рябинкина под редакцией профессора, доктора физ.мат. наук Н. Ф. Степанова 3-е издание (электронное) Москва Лаборатория знаний 2017
Стр.4
УДК 544:004.9 ББК 24.5в6 К20 Каплан И. Г. К20 Межмолекулярные взаимодействия. Физическая интерпретация, компьютерные расчеты и модельные потенциалы [Электронный ресурс] / И. Г. Каплан ; пер. с англ.—3-е изд. (эл.).— Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 397 с.).—М. : Лаборатория знаний, 2017.—Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". ISBN 978-5-00101-503-1 Книга, написанная нашим соотечественником, профессором Автономного национального университета Мехико, содержит описание взаимодействий между молекулами на больших, средних и малых расстояниях, а также в многоэлектронных системах. Некоторые теоретические построения опубликованы впервые. Дан сравнительный анализ модельных потенциалов, используемых в современных квантово-химических расчетах и при компьютерном моделировании в физике, химии и молекулярной биологии. Рассмотрены многочастичные системы, для которых характерна неаддитивность силовых эффектов. В приложении приведены сведения из теории групп, векторного и тензорного исчисления и обзор методов неэмпирического исследования многоэлектронных систем. Для химиков, молекулярных физиков и молекулярных биологов— научных сотрудников, преподавателей и студентов. УДК 544:004.9 ББК 24.5в6 Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Межмолекулярные взаимодействия. Физическая интерпретация, компьютерные расчеты и модельные потенциалы / И. Г. Каплан ; пер. с англ.—М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.—394 с. : ил.—ISBN 978-5-94774-939-7. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации Copyright ○ 2006 John Wiley & Sons, Ltd. The Atrium, Southern Gate, Chichester. c West Sussex PO19 8SQ. England. All Rights Reserved. Authorized translation from the English language edition published by John Wiley & Sons, Ltd. This EBook published under license with the original publisher John Wiley & Sons, Ltd. ISBN 978-5-00101-503-1 ○ Перевод на русский язык, Лаборатория знаний, 2015 c
Стр.5
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие редактора перевода .... ........ ........ ........ ........ ....... Предисловие автора к русскому изданию ... ........ ........ ........ ....... Предисловие к английскому изданию ....... ........ ........ ........ ....... 5 7 9 Глава 1. Вводная глава ........ ........ ........ ........ ........ ........ ... .... 11 1.1 Предмет межмолекулярных взаимодействий и его особенности ...... 11 1.2 Краткий исторический обзор . . ........ ........ ...... .. ........ ....... 14 1.3 Концепциямежатомных потенциалов и адиабатическое приближение 1.4 Общаяклассификация межмолекулярных взаимодействий . .. ....... 28 Литература .. ........ ........ ........ ........ ....... . ........ ........ ....... 33 22 Глава 2. Типы межмолекулярных взаимодействий: качественная картина 36 2.1 Прямые электростатические взаимодействия .. ........ ........ ....... 36 2.1.1 Общие выражения....... ........ ........ ........ . ....... ....... 36 2.1.2 Мультипольные моменты ........ ........ ........ .. ...... ....... 38 2.1.3 Мультиполь-мультипольное взаимодействие ..... ........ ....... 46 2.2 Резонансное взаимодействие ... ........ ........ .... .... ........ ....... 51 2.3 Поляризационное взаимодействие ..... ........ ........ ........ ....... 53 2.3.1 Индукционное взаимодействие . . ........ ........ ........ ....... 54 2.3.2 Дисперсионные взаимодействия......... ........ ........ ....... 56 2.4 Обменное взаимодействие ...... ........ ........ .... .... ........ ....... 62 2.5 Эффекты запаздыванияв дальнодействующих взаимодействиях .... 70 2.6 Релятивистские (магнитные) взаимодействия .. ........ ........ ....... 76 2.7 Взаимодействие между макроскопическими телами . . ........ ....... 83 Литература .. ........ ........ ........ ........ ....... . ........ ........ ....... 89 Глава 3. Расчет межмолекулярных взаимодействий ........ ........ ....... 94 3.1 Большие расстояния ... ........ ........ ........ .... .... ........ ....... 94 3.1.1 Вывод общего выражениядлямультипольного разложенияоператора кулоновского взаимодействия .... ........ ........ ....... 94 3.1.2 Энергия взаимодействия двух атомов в S-состояниях .. . ....... 100 3.1.3 Дисперсионные и индукционные взаимодействиямолекулярных систем ... ........ ........ ........ ........ ........ .. ...... ....... 104 3.1.4 Сходимость мультипольного разложения........ ........ ....... 108 3.1.5 Устранение расходимости мультипольного разложения........ 116 3.2 Промежуточные и малые расстояния .. ........ ........ ........ ....... 122 3.2.1 Теориявозмущений с учетом электронного обмена ..... ....... 122 3.2.2 Вариационные методы ... ........ ........ ........ . ....... ....... 134 Литература .. ........ ........ ........ ........ ....... . ........ ........ ....... 151
Стр.393
Оглавление 393 Глава 4. Неаддитивность межмолекулярных взаимодействий ...... ....... 160 4.1 Физическаяприрода неаддитивности и определение многочастичных сил ..... ........ ........ ........ ........ ........ ... ..... ........ ....... 160 4.2 Проявления неаддитивных эффектов . . ........ ........ ........ ....... 165 4.3 Теориявозмущений и многочастичное разложение . . . ........ ....... 170 4.3.1 Общие формулы . ........ ........ ........ ........ . ....... ....... 170 4.3.2 Доказательство аддитивности дисперсионной энергии во втором порядке ТВ ...... ........ ........ ........ ........ .... .... ....... 174 4.3.3 Дисперсионнаяэнергияв высших порядках ..... ........ ....... 175 4.4 Многочастичные эффекты в атомных кластерах ..... ........ ....... 179 4.4.1 Кластеры инертных газов ....... ........ ........ .. ...... ....... 179 4.4.2 Кластеры металлов ...... ........ ........ ........ ........ ....... 179 4.4.3 Природа связывания в кластерах щелочноземельных металлов 184 4.5 Схема атом-атомных потенциалов и неаддитивность . ........ ....... 195 Литература .. ........ ........ ........ ........ ....... . ........ ........ ....... 201 Глава 5. Модельные потенциалы ..... ........ ........ ........ ........ ....... 205 5.1 Полуэмпирические модельные потенциалы .... ........ ........ ....... 205 5.1.1 Потенциал жестких сфер ........ ........ ........ .. ...... ....... 205 5.1.2 Потенциал Леннард-Джонса ..... ........ ........ .. ...... ....... 206 5.1.3 Модификации потенциала Леннард-Джонса .... ........ ....... 208 5.1.4 Потенциал Бакингема . . . ........ ........ ........ . ....... ....... 210 5.1.5 Модификации потенциала Бакингема . . . ........ ........ ....... 211 5.1.6 Потенциалы, описывающие спектроскопические свойства двухатомных молекул ........ ........ ........ ........ ..... ... ....... 213 5.1.7 Анизотропные потенциалы ...... ........ ........ .. ...... ....... 220 5.1.8 Экранированный кулоновский потенциал ....... ........ ....... 226 5.1.9 Потенциал Борна–Майера ....... ........ ........ .. ...... ....... 228 5.1.10 Многопараметрический потенциал Бойса–Шавитта . . . . . ....... 229 5.1.11 Комбинированные (кусочногладкие) потенциалы ....... ....... 230 5.1.12 Модельные потенциалы при изучении металлов и полупроводников .... ........ ........ ........ ........ ........ .. ...... ....... 232 5.1.13 Модельные потенциалы, параметризованные по результатам неэмпирических расчетов потенциальных поверхностей . . . . .... 239 5.2 Определение параметров модельных потенциалов .... ........ ....... 244 5.3 Реконструкцияпотенциалов на основе экспериментальных данных . . 249 5.3.1 Метод Ридберга–Клейна–Риса ... ........ ........ .. ...... ....... 250 5.3.2 Обратнаязадача рассеяния ..... ........ ........ ........ ....... 252 5.3.3 Построение потенциалов из термофизических данных . . ....... 259 5.4 Методы глобальной оптимизации ...... ........ ........ ........ ....... 260 5.4.1 Постановка задачи ...... ........ ........ ........ ........ ....... 260 5.4.2 Симулированный отжиг . ........ ........ ........ .. ...... ....... 262 5.4.3 Методы деформации гиперповерхности . ........ ........ ....... 264 5.4.4 Генетический алгоритм .. ........ ........ ........ ........ ....... 269 Литература .. ........ ........ ........ ........ ....... . ........ ........ ....... 274 Приложение 1. Фундаментальные постоянные и таблица перевода единиц 282 Приложение 2. Необходимые математические сведения .... ........ ....... 284 П2.1 Векторное и тензорное исчисления.... ........ ........ ........ ....... 284 П2.1.1 Определение вектора; сложение векторов ....... ........ ....... 284 П2.1.2 Скалярное и векторное произведения. Смешанное произведение 285
Стр.394
394 Оглавление П2.1.3 Определители ... ........ ........ ........ ...... .. ........ ....... 289 П2.1.4 Векторный анализ. Градиент, дивергенцияи ротор . . . . . ....... 290 П2.1.5 Векторные пространства и матрицы .... ........ ........ ....... 293 П2.1.6 Тензоры . ........ ........ ........ ........ ..... ... ........ ....... 297 П2.2 Теориягрупп ... ........ ........ ........ ........ . ....... ........ ....... 300 П2.2.1 Свойства групповых операций ... ........ ........ . ....... ....... 300 П2.2.2 Представлениягрупп .... ........ ........ ....... . ........ ....... 306 П2.2.3 Группа перестановок .... ........ ........ ....... . ........ ....... 319 П2.2.4 Группы линейных преобразований. Группа трехмерных вращений ...... ........ ........ ........ ........ ........ .. ...... ....... 325 П2.2.5 Точечные группы ........ ........ ........ ....... . ........ ....... 331 П2.2.6 Неприводимые тензорные операторы. Сферические тензоры . . . 340 Литература .. ........ ........ ........ ........ ....... . ........ ........ ....... 345 Приложение 3. Квантово-механические расчеты многоэлектронных систем . ........ ........ ........ ........ ........ ........ .. ...... ........ ....... 347 П3.1 Адиабатическое приближение . . ........ ........ .... .... ........ ....... 347 П3.2 Вариационные методы . ........ ........ ........ .... .... ........ ....... 351 П3.2.1 Метод самосогласованного поля......... ........ ........ ....... 351 П3.2.2 Методы учета электронной корреляции . ........ ........ ....... 358 П3.3 Теориявозмущений .... ........ ........ ........ ... ..... ........ ....... 371 П3.3.1 Теориявозмущений Рэлея–Шрёдингера . ........ ........ ....... 372 П3.3.2 Теориявозмущений Мёллера–Плессе .... ........ ........ ....... 374 П3.3.3 Операторный формализм и теориявозмущений Бриллюэна– Вигнера .. ........ ........ ........ ........ ........ .. ...... ....... 377 П3.3.4 Вариационнаятеориявозмущений ...... ........ ........ ....... 380 П3.3.5 Асимптотические разложения: аппроксиманты Паде . . . . ....... 383 Литература .. ........ ........ ........ ........ ....... . ........ ........ ....... 387
Стр.395