计算机化学辅助分子设计.pptx

计算机化学辅助分子设计的知识点涉及多个领域，包括现代化学前沿、量子化学计算方法、计算机技术的发展等。从上世纪八十年代开始，先进的分析仪器的应用、量子化学计算方法的进展和计算机技术的飞速发展，对化学科学产生了深远的影响。研究内容、方法、学科的结构和性质都在经历深刻的变化。 长久以来，化学被认为是纯实验科学，主要归因于人类认识自然的两种科学方法：归纳法和演绎法。归纳法以数据拟合和设计实验为主，而演绎法则以模型、形式理论和预测检验为特点。尽管演绎法在化学界的普遍承认度不高，但随着科技的发展，各学科的成熟程度发生了巨大变化。恩格斯的论断揭示了19世纪中叶自然科学各学科的成熟程度，其中数学的应用范围和难度反映了各学科研究对象的复杂程度。 无机化学和有机化学在19世纪率先建立，物理化学在20世纪初形成，旨在揭示化学反应的普遍规律。而量子化学和量子统计力学分支的形成，则使化学科学开始与演绎法接轨。20世纪初理论物理的重大突破，特别是广义和狭义相对论以及量子力学的创建，对人类科技和物质文明产生了巨大影响。量子力学的理论基础是通过少数几条基本假定作为公理，通过严格的逻辑演绎建立起来的。 量子力学的应用已经深入到各个科学领域，从原子、分子到各种凝聚态和基本粒子等，量子力学的正确性得到了广泛实验事实的验证。量子力学的“第一原理”计算，即从头算，只采用五个基本物理常数而不依赖任何经验参数，就可以正确预测微观体系的状态和性质。 量子力学的辉煌成就不仅促进了社会物质文明的改观，还改变了人类的思维方式，量子理论的贡献体现在20世纪的科技成就中。量子力学的建立和发展还促进了现代化学键理论的奠基，其中Pauling是杰出代表。 在计算机化学辅助分子设计领域中，量子化学计算方法和先进的计算机技术是实现分子设计的关键工具。通过计算模型和理论预测，化学家们能够设计出具有特定性质和功能的新分子，这不仅加快了新药的研发进程，还在材料科学、环境科学和其他多个领域中发挥着重要作用。 在当前化学学科的发展中，计算机辅助分子设计已经成为不可或缺的一部分。它不仅使化学家能够更深入地了解分子和反应过程，还使得化学研究能够以更加精确和高效的方式进行，是推动现代化学研究和应用的重要力量。