宏观分子相互作用理论：基础和计算 [Molecular Interaction Theory in Macro State Basis and Calculation] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

张福田 著

图书标签:

• 宏观分子相互作用
• 理论
• 计算
• 物理化学
• 统计物理
• 分子模拟
• 凝聚态物理
• 界面科学
• 生物物理
• 材料科学

出版社： 上海科学技术文献出版社

ISBN：9787543952119

版次：1

商品编码：10941722

包装：精装

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

开本：16开

出版时间：2012-03-01

用纸：胶版纸

页数：659

字

内容简介

宏观分子间相互作用理论是讨论大量粒子体系中分子问相互作用，由此在微观分子间相互作用理论基础上，找出宏观性质的统计规律性，即找出宏观性质的微观结构，作为分析、解释、改变宏观性质的微观依据。《宏观分子相互作用理论：基础和计算》以宏观性质压力为讨论主线，集聚了众多实际数据，制成图、表对理论讨论作了明确说明，将《宏观分子相互作用理论：基础和计算》理论观点与实际数据结合起来，成为具有特色的分子间相互作用理论专著。
全书共八章，前两章介绍微观的和宏观的分子间相互作用理论，第三章讨论分子间相互作用与宏观性质的统计力学关系。后五章是分子压力理论，介绍分子压力的导出，分子压力与宏观性质"压力"的关系，分子压力理论在纯物质、气体和液体混合物的应用。提出了分子压力分为分子动压力和分子静压力两种概念，在液体混合物--溶液讨论中提出溶液条件以区别不同类型的溶液，并以物理界面相平衡理论明确地解释溶液成为理想溶液的微观因素。
《宏观分子相互作用理论：基础和计算》可作为高等院校理工科（如物理、化学、化工、能源、生物、药学、材料、冶金、等）有关专业的大学教师、高年级大学生和研究生的教、学参考书，也可供有关科研人员、工程技术人员参考。

内页插图

目录

第一章 微观分子间相互作用
1-1 各种分子间相互作用
1-1-1 第一类分子间相互作用
1-1-2 第二类分子间相互作用
1-1-3 第三类分子间相互作用
1-2 长程力
1-2-1 静电力
1-2-2 极性分子间相互作用（偶极力）
1-2-3 极性分子与非极性分子相互作用（诱导作用力）
1-2-4 非极性分子与非极性分子相互作用（色散作用力）
1-2-5总vander Waals力
1-3 其他分子间力
1-3-1 氢键力
1-3-2 金属键力
1-3-3 其他相互作用
1-4 不同物质间分子间力

第二章 宏观分子间相互作用
2-1 分子间力的加和性特性
2-1-1 第一类分子间相互作用加和性
2-1-2 第二类分子间相互作用加和性
2-2 大量分子体系中分子间的相互作用
2-2-1 大量分子的影响
2-2-2 异类分子的影响
2-2-3 分子体积的影响
2-2-4 局部组成概念
2-3 宏观长程力基本概念
2-3-1 基本概念
2-3-2 静电长程力
2-3-3 中间分子的影响
2-3-4 界面分子对界面另一侧分子的影响
2-3-5 同一相内分子对界面分子的影响
2-3-6 大量分子系统中长程色散力
2-4 宏观状态与微观状态
2-4-1 气态物质
2-4-2 气体的微观模型
2-4-3 液态物质
2-4-4 液体分子动压力
2-4-5液体分子静压力

第三章 宏观分子间相互作用统计力学基础
3-1 统计规律性
3-1-1 统计平均值
3-1-2 涨落
3-1-3 统计平均值的加和性（1）
3-1-4 统计平均值的加和性（2）
3-2 配分函数
3-2-1 分布
3-2-2 三种系综分布函数
3-2-3 最可几分布
3-2-4 配分函数
3-2-5 热力学量与配分函数
3-2-6 静态分子间相互作用
3-3 分子间相互作用与宏观性质
3-3-1 分子间相互作用与物质性质
3-3-2 表面张力
3-3-3 压力
3-4 径向分布函数与无序、有序结构
3-4-1 无序结构与有序结构的能量
3-4-2 无序结构与有序绪构的压力
3-4-3 Ornstein-Zernike方程
……
第四章 分子压力
第五章 纯物质气相分子压力
第六章 气体混合物的分子压力
第七章 液体分子压力
第八章 溶液分子压力
附录

前言/序言

宏观分子相互作用理论：基础与计算 图书简介 本书系统地探讨了宏观尺度下分子间相互作用的理论框架及其在计算化学与材料科学中的应用。全书结构严谨，内容涵盖了从基础物理化学原理到复杂多尺度模拟方法的全面论述，旨在为读者提供一个深入理解和有效运用分子间作用力的工具箱。 第一部分：基础理论框架 本部分奠定了理解宏观分子相互作用的理论基石。首先，我们从统计力学的角度出发，深入剖析了热力学平衡态下系统行为的本质。重点讨论了配分函数（Partition Function）的构建及其在描述大量分子集合体中的作用。如何将微观的分子间势能函数提升到宏观可观测的量，是本部分的核心议题。 接着，我们详细阐述了各类长程和短程分子间作用力的物理起源。非极化作用力（如范德华力，包括伦敦色散力）的量子力学描述被放在重要位置，特别是如何通过微扰理论或近似方法计算出这些瞬时偶极诱导偶极相互作用的能量贡献。对于极性体系，静电相互作用，包括偶极-偶极、偶极-四极以及更高阶的多极展开，在不同介质环境下的修正，如介电效应的影响，被进行了详尽的分析。 此外，溶剂效应的引入是理解宏观相互作用的关键。我们将介绍连续介质模型（如PCM模型）和溶剂化理论（如Born模型及其扩展），用以量化溶剂化自由能对分子间相互作用的影响。氢键作为一种具有高度方向性和特征强度的相互作用，其结构特征、能量范围及其在生物体系和超分子化学中的决定性作用，也有专门的章节进行深入讨论。 第二部分：从孤立对到多体效应 理解孤立分子对的相互作用是构建宏观理论的起点，但真实世界中分子总是处于集体环境中。本部分着重于如何从二体作用推广到多体相互作用。 我们探讨了多体相互作用（Many-Body Effects）的必要性及其物理来源，特别是在涉及高极化率分子或离子聚集体时，忽略多体效应可能导致的系统性误差。基于密度泛函理论（DFT）的框架下，如何精确地捕获诱导极化项是研究的难点。本书介绍了多体展开方法（Many-Body Expansion, MBE）的原理，并讨论了其在实际计算中的收敛性和截断误差控制。 在处理复杂体系时，势能面（Potential Energy Surface, PES）的构建至关重要。我们详细论述了势能函数的开发过程，包括经验性势场（Force Fields）的参数化策略，如何从量子化学数据拟合出高效且准确的势函数，以确保在分子动力学模拟中能准确再现实验观测的宏观性质。 第三部分：计算方法与模拟技术 理论的价值最终体现在其可计算性上。本部分聚焦于支撑宏观分子相互作用研究的计算工具和模拟范式。 在量子化学计算方面，本书回顾了当前主流的密度泛函理论（DFT）方法，并特别关注了色散校正（如DFT-D方法）在准确描述长程非定域色散力中的作用。对于需要高精度波函数描述的体系，如激发态相互作用或弱键体系，耦合簇（Coupled Cluster）方法在分子间作用能计算中的应用及其局限性也被讨论。 对于涉及大量分子或长时间尺度的宏观模拟，分子动力学（Molecular Dynamics, MD）和蒙特卡洛（Monte Carlo, MC）模拟是核心工具。我们系统地介绍了经典MD模拟的算法（如 Verlet 积分），自由能微扰（FEP）和热力学积分（TI）等计算绝对或相对自由能的计算策略。重点介绍了如何将分子间势场（特别是考虑了电子极化效应的极化MD）集成到模拟流程中，以捕捉体系在热力学平衡态下的动态行为和结构弛豫过程。 第四部分：应用与前沿展望 本书最后一部分将理论和计算方法应用于具体的宏观体系，展示其强大的预测能力。 在溶液化学中，我们探讨了溶解过程中的构象变化、扩散动力学以及反应速率的溶剂依赖性。在凝聚态物理和材料科学领域，重点关注了晶体工程、有机半导体中的电荷传输机制，以及液晶、高分子等复杂流体材料的相变行为，这些都高度依赖于精确的分子间作用力描述。 对于界面现象，如固-液界面、生物膜表面等，分子间的排布和吸附过程是理解润湿性、催化活性和生物相容性的关键。我们将介绍在这些复杂界面上应用密度泛函理论和分子动力学模拟的特定技术和挑战。 本书的展望部分将探讨未来研究的趋势，包括对非平衡态相互作用的理论探索、机器学习辅助的势能面构建方法，以及如何将宏观尺度的热力学平均与微观的量子效应更有效地耦合起来，以应对更具挑战性的复杂分子系统的模拟需求。 目标读者： 本书适合具有坚实物理化学和量子力学基础的化学、物理学、材料科学及相关工程领域的研究生、博士后研究人员，以及需要深入理解分子间作用力理论及其计算实践的科研工作者和高级本科生。通过本书的学习，读者将能够批判性地评估现有理论模型的适用性，并设计出可靠的计算方案来解决实际的宏观分子相互作用问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名实在太吸引人了，一看就觉得是那种能把复杂问题掰开了、揉碎了讲清楚的书。《宏观分子相互作用理论：基础和计算》这个名字，光是“宏观”和“分子相互作用”结合起来，就让人好奇它是如何跨越尺度，将微观世界的精妙机制与宏观现象联系起来的。我尤其对“理论：基础和计算”这几个字充满了期待。我一直觉得，科学的魅力在于理论的严谨和计算的强大，这两者结合才能真正揭示事物的本质。这本书会不会从最根本的原理讲起，一步步推导出那些我们肉眼看不见的分子之间是如何嬉戏打闹，最终影响到我们身边的各种宏观物质的性质？比如，水是怎么结冰的？蛋白质是怎么折叠的？这些看似平常的现象背后，一定是无数微小的分子在进行着精密的“对话”。我希望这本书能给我一个清晰的框架，让我理解这些“对话”的语言，以及科学家们是如何通过复杂的计算来模拟和预测这些过程的。会不会涉及到一些经典理论，比如统计力学、热力学，又或者是更加前沿的计算方法？如果能把这些理论讲得既深入浅出，又能在计算层面提供一些实用的指导，那简直就是我的福音了。我希望这本书能帮助我建立起一个完整的知识体系，让我不再对这些宏观下的微观世界感到模糊和遥远。

评分☆☆☆☆☆

我一直对凝聚态物理学中的相变和临界现象非常着迷，这些宏观的、剧烈的变化，背后一定有着深刻的微观相互作用机制。《宏观分子相互作用理论：基础和计算》这个书名，瞬间抓住了我的注意力，因为它似乎承诺了将微观世界的复杂性与宏观物理现象联系起来。我很好奇，书中是如何从最基础的分子相互作用出发，来解释诸如液体沸腾、固体熔化，甚至是更复杂的磁性材料的相变等现象的。“理论：基础”部分，我期待它能够清晰地梳理出不同类型的分子力，以及它们在宏观体系中所扮演的角色，比如长程力和短程力，以及它们如何影响物质的整体行为。“计算”部分更是让我兴奋，这意味着它可能提供了一些量化的工具，来研究这些相互作用。我希望了解，科学家们是如何利用计算模拟来探索相空间，识别相变点，以及理解临界现象的普适性规律的。书中会不会介绍一些关键的计算方法，比如格点模型、重整化群方法，或者其他用于研究多体问题的数值技术？我希望这本书能够帮助我理解，如何将微观的相互作用参数，转化为宏观热力学方程中的关键系数，并最终解释那些令人惊叹的宏观物理行为。这本书对我来说，可能是一扇通往理解物质世界深层规律的窗户。

评分☆☆☆☆☆

我对生物物理学领域的一些难题一直感到困惑，尤其是蛋白质折叠、DNA复制以及细胞膜的形成等复杂生物过程，它们背后究竟隐藏着怎样的分子层面的原理？《宏观分子相互作用理论：基础和计算》这个书名，恰好触及了我最想探究的核心问题。“宏观”与“分子相互作用”的结合，让我猜测这本书能够解释，为何无数个微小的分子，在特定的相互作用下，能够组装成具有复杂功能的宏观结构。我特别关注“计算”这一部分，因为它暗示了书中可能提供了一些工具和方法，用于模拟和分析这些相互作用。我想知道，科学家们是如何利用计算手段来理解这些生物大分子的三维结构，以及它们是如何在动态变化的环境中相互作用的。会不会涉及到一些模拟技术，比如吉布斯自由能计算、路径积分方法，或者其他更先进的计算生物物理学技术？我希望这本书能揭示，如何通过量化的方式来描述和预测生物分子之间的相互作用，从而解释例如药物与靶点分子的结合机制，或者酶催化反应的分子基础。如果书中能提供一些可视化手段的介绍，让我能更直观地“看到”这些分子间的“舞蹈”，那将是莫大的收获。我期待这本书能为我揭示生物体内部那些令人惊叹的微观奥秘。

评分☆☆☆☆☆

我最近对材料科学领域的一些前沿发展特别感兴趣，而“宏观分子相互作用理论”这个方向，感觉就像是打开了新世界的大门。想象一下，如果我们能精确地理解和控制分子间的相互作用，是不是就能设计出拥有特定性能的全新材料？比如，我们能不能制造出更轻更强的合金，或者更高效的催化剂，甚至能够模拟生物体的自我修复能力？这本书的书名，特别是“宏观”和“计算”的结合，让我觉得它可能提供了一些关于如何实现这种“分子级设计”的思路。我猜测书中可能会详细介绍一些基于量子力学或分子动力学模拟的计算方法，这些方法能够让我们“看到”分子在做什么，它们之间是如何相互吸引或排斥的。我很想知道，作者是如何将这些微观的计算结果，转化为对宏观材料性质的预测和理解的。是不是会用到一些先进的算法和强大的计算资源？这本书会不会提供一些实际案例，展示这些理论和计算是如何被应用到解决实际工程问题上的？比如，在药物研发、纳米技术或者能源储存等领域，分子相互作用理论扮演着怎样的角色？如果能学到一些实操性的计算技巧，那这本书的价值就更是不可估量了。我期待它能给我带来一些启发，让我看到理论与实践结合的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我是一名化学专业的学生，最近在学习热力学和统计力学，感觉在理解一些宏观的化学现象时，总觉得隔了一层窗户纸。《宏观分子相互作用理论：基础和计算》这个书名，让我觉得它可能就是那把钥匙。我一直很好奇，为什么一些化学反应在特定条件下会发生，而另一些则不会？为什么物质会有不同的相态，比如固态、液态、气态？这些宏观的性质，一定与微观分子之间的相互作用有着千丝万缕的联系。我希望这本书能够系统地解释清楚，分子间的引力、斥力、氢键、范德华力等等，是如何在微观层面决定着物质的宏观行为的。更让我兴奋的是“计算”这个词，这意味着这本书可能不仅仅是理论上的阐述，还会涉及如何通过数学模型和计算机模拟来研究这些相互作用。我希望能了解一些常用的计算方法，比如蒙特卡罗模拟或者分子动力学模拟，以及它们在研究化学体系中的应用。如果能看到书中是如何将这些微观的模拟结果，与宏观的热力学数据（比如焓、熵、自由能）联系起来的，那对我的学习将会有巨大的帮助。我渴望这本书能够给我一个清晰的认识，让我不再停留在表面的描述，而是能深入理解化学过程的本质。

评分☆☆☆☆☆

差评，书本有损，而且表面很脏

评分☆☆☆☆☆

因此春季邪气伤人，病多发生在头部；夏季邪气伤人，病多发生在心脏；秋季邪气伤人，病多发生在肩背；冬季邪气伤人，病多发生在四肢。

评分☆☆☆☆☆

故日：阴中有阴，阳中有阳。平旦至日中，天之阳，阳中之阳也；日中至黄昏，天之阳，阳中之阴也；合夜至鸡鸣，天之阴，阴中之阴也；鸡鸣至平旦，天之阴，阴中之阳也。故人亦应之。

评分☆☆☆☆☆

差评，书本有损，而且表面很脏

评分☆☆☆☆☆

《宏观分子相互作用理论：基础和计算》可作为高等院校理工科（如物理、化学、化工、能源、生物、药学、材料、冶金、等）有关专业的大学教师、高年级大学生和研究生的教、学参考书，也可供有关科研人员、工程技术人员参考。

评分☆☆☆☆☆

《宏观分子相互作用理论：基础和计算》可作为高等院校理工科（如物理、化学、化工、能源、生物、药学、材料、冶金、等）有关专业的大学教师、高年级大学生和研究生的教、学参考书，也可供有关科研人员、工程技术人员参考。

评分☆☆☆☆☆

【原文】帝日：五脏应四时，各有收受乎？岐伯日：有。东方青色，入通于肝，开窍于目，藏精于肝。其病发惊骇，其味酸，其类草木，其畜鸡，其谷麦，其应四时，上为岁星，是以春气在头也。其音角，其数八，是以知病之在筋也，其臭臊。南方赤色，入通予D，开窍于耳，故病在五脏。其味苦，其类火，其畜羊，其谷黍，其应四时，上为荧惑星。是以知病之在脉也。其音徵，其数七，其臭焦。中央黄色，人通于脾，开窍于口，藏精于脾，故病在舌本。其味甘，其类土，其畜牛，其谷稷，其应四时，上为镇星。是以知病之在肉也。其音宫，其数五，其臭香。

评分☆☆☆☆☆

精是人体的根本，所以阴精内藏而不外泄，春天就不会罹患温热病。夏天气候炎热，阳气旺盛，假如不能排汗散发热量，秋天就会患风疟病。这是一般为人诊察四季病变的普遍规律。

评分☆☆☆☆☆

所以，春天多出现鼽衄之病，夏天多出现胸胁方面的疾病，长夏多出现直泄无度的洞泄等里寒病，秋天多出现风疟，冬天多出现痹厥之症。因此冬天不要扰动筋骨，力求藏阴潜阳，这样第二年春天就不会出现鼽衄和颈部疾病，夏天就不会出现胸胁病变，长夏季节就不会出现洞泄等里寒病，秋天就不会患风疟病，冬天也不会患痹厥、飨泄、出汗过多等病。