Questions tagged «computational-chemistry»

化学分支,涉及使用数学模型解决化学问题。

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计算科学中“两个容易,三个很难​​”的好例子
我最近遇到了一个元现象的表述:“ 两个很容易,三个很困难 ”(Federico Poloni用这种方式表述),可以描述如下: 当为两个实体提出特定问题时,相对容易解决。但是,用于三实体公式化的算法极大地增加了难度,甚至可能使解决方案不可行或无法实现。 (我欢迎提出建议,以使措辞更加美观,简洁和准确。) 您知道在计算科学的各个领域(从纯线性代数开始,到总括式计算物理结束)有哪些好例子?

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如何确定分子的点基?
您终于设法找到了原子在新发现的分子实体上的空间排列方式。通过光谱学手段,您现在拥有一堆原子坐标,原子类型,键长,键类型以及分子的原子。您现在对确定分子的点组(对称组)感兴趣。 对于简单的分子,例如甲烷(TdTdT_d)或苯(D6hD6hD_{6h}),确定一个分子所属的点组是目视检查的简单问题。但是,当分子偏大时,这不太可行。 给定一个以某种方便的数据格式(* .pdb,*。mol等)存储的分子,您如何从算法上确定该分子的对称基团?

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计算科学是否涉及编程?
我在Wikipedia上了解了计算科学,但是我的理解不是很清楚。 计算科学是否涉及编程?计算科学与计算_ ____有什么不同?计算_____的空白可以是任何学科(材料科学,工程学,化学,生物学等)?(我将从事计算材料科学。)

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如何在Gaussin 0 *,GAMESS-US,Molpro等产品中实现B3LYP?
具体来说,我想扩展涉及B3LYP的工作,该工作从高斯03开始,但继续到GAMESS-US。默认的B3LYP方法提供的能量是不同的。GAMESS-US手册(“更多信息”部分)中对此进行了讨论: 请注意,GAMESS中的B3LYP部分基于VWN5电子气相关函数。由于在VWN论文中提到了五个具有两个可能的参数化的公式,它们涉及局部相关性,因此其他程序可能会使用其他选择,从而生成不同的B3LYP能量。例如,NWChem的手册说它默认使用“带有RPA参数的VWN 1功能,而不是规定的Monte Carlo参数”。如果您希望在B3LYP混合动力中使用此VWN1公式,只需选择“ DFTTYP = B3LYP1”。 它说GAMESS和NWCHEM之间的默认值不同,并且可以选择让GAMESS进行与NWCHEM默认情况下相同的计算。 如何使G03和GAMESS B3LYP计算值达成一致? 各种软件包的B3LYP的默认实现及其功能之间有什么区别,即可以调整其B3LYP定义/实现吗?



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制作分子编辑器/可视化器:面向对象的程序,数据结构和分子
我是编程新手,正在尝试解决我的第一个大问题并编写我的第一个大程序。我一直在寻找可以学习的开放源代码示例,但是到目前为止,我只发现了我无法完全理解的语言代码,或者确实找到了相关但仍然相距甚远的语言来学习。我在这里采取一些概念上的步骤时遇到了麻烦。 我想制作一个简单的软件来构建,修改并稍后代表有机小分子。这主要是一种学习练习。用户可以给出一个SMILES字符串或从一组基本的起始分子中进行选择,然后可以以图形方式或通过文本输入语法在该分子上进行构建。但是,我还没有达到那种复杂程度。我什至无法完全理解如何创建类/对象来存储分子。因此,我的问题简明扼要:如何在保留所有信息级别的同时使用类/对象构建分子,以及应使用哪些数据结构作为哪些对象的属性?而且,对象可以作为其他对象的属性吗? 到目前为止,这是我的思路:我正在考虑创建一个“分子”类,然后是一个“原子”类/子类和一个“邦德”子类,也许还有一个“ FunctionalGroup”子类。这似乎是一个不错的起点,但也许我误会了OOP,这很不好。但是后来我的问题真的变得令人困惑(对我来说)。即使我拥有所有这些概念/想法/类,我仍未完全掌握表示分子所需的数据结构。原子列表将是一件好事。该列表可以是Atom对象的列表吗?我还需要一种存储连接性的方法。2D矩阵似乎是个好主意,在矩阵位置,键序为整数。 在这一点上,我开始不知所措。我到目前为止所做的一切都有意义吗?在此之上附加显示/绘图方面可能意味着我需要重写/重做许多这些事情,但是我只是想达到一个这样的程度,即我至少可以将分子与相关数据一起存储,然后访问该数据进行检查/修改。我正在考虑在Python中执行此操作,因此代码/类可能看起来像这样:http : //pastebin.com/uUi1BMzr 也许这确实是StackOverflow的编程问题,但是我认为它足够具体了。即使您仅指出我在概念上犯了错误的地方,也将不胜感激任何帮助。提前致谢。


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从3D中Delaunay镶嵌衍生的图形的枚举
是否有一种算法可以枚举与3D点中的点Delaunay细分相关的图形? 如果是这样,是否存在与任何“ Delaunay图”相对应的几何形状的有效参数化? 我希望系统地枚举指定组成的分子的所有稳定几何形状,而无需任何先验的结合等知识。 编辑:令为具有个顶点的图形集。令是的个点到对应于3D中所述点的Delaunay细分的图的映射。 N D :R 3 N → G N N R 3GNGNG_NNNND:R3N→GND:R3N→GND: \mathbb{R}^{3N} \to G_NNNNR3R3\mathbb{R}^3 如何有效地枚举)?D(R3N)D(R3N)D(\mathbb{R}^{3N}) 此外,给定一个图,如何有效地参数化)?d - 1(克)g∈Gng∈Gng\in G_nD−1(g)D−1(g)D^{-1}(g) 编辑:2D中的示例:对于4点,有2个Delaunay图。 1−╲2|4−╱3 and 1|3−×−2|41−2−3╲|╱4 and 1−2|×|3−4 \begin{matrix} 1 & - & 2 & - & 3 \\ &\diagdown &| & \diagup\\ &&4 \end{matrix}\mbox{ and } \begin{matrix} …

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产生可发布图像的良好(免费)软件?
我现在正在使用Matlab生成1d和2d图像,以比较给定模型的准确性。我需要将我的方法与标准高斯.wfn模型进行比较,然后通过分析分子和拉普拉斯算子的密度来做到这一点。 我对产生近似于.wfn近似的二维图像(可能通过轮廓图?)感兴趣,并且对沿着键路径和两个原子之间的直线的性质(密度,拉普拉斯等)感兴趣。 如前所述,我目前正在使用Matlab生成图像,尽管这些图像主要用于我和我的同事。它们似乎不是我在论文和其他出版物中经常看到的图像类型。 我应该使用(或他人使用)哪种软件来生成具有出版物质量的图形和图像?

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哪些开源工具可用于可视化分子振动?
我想想像一个不是正常模式的分子振动。我想展示运动的静态矢量表示,我想在矢量样式(大小,颜色等)上有一些灵活性。我也有兴趣制作振动视频。 显示分子振动有哪些好的资源? 我更喜欢开放源代码工具,但是如果它确实比替代软件更好,我将使用商业软件进行娱乐。

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为什么迭代求解Hartree-Fock方程会导致收敛?
在求解时间独立电子Schroedinger方程的Hartree-Fock自洽场方法中,相对于自旋的选择,我们力求最小场电子系统的基态能量轨道。 { χ 我 }E0E0E_{0}{χi}{χi}\{\chi_{i}\} 我们通过迭代求解1电子Hartree-Fock方程 ,其中是电子的自旋/空间坐标,是轨道特征值,是Fock算子(1电子算子) ,格式为 (求和遍及原子核,这里是原子核A上的核电荷,而是原子核上的核电荷)电子和原子核之间的距离。X我我ε ˚F我 ˚F我=-1F^一世χ (x一世)= ε χ (X一世)f^iχ(xi)=εχ(xi)\hat{f}_{i}\chi(\mathbf{x}_{i})=\varepsilon\chi(\mathbf{x}_{i})X一世xi\mathbf{x}_{i}一世iiεε\varepsilonf^if^i\hat{f}_{i} Ž甲ř我甲我甲V ħ ˚F我我V ħ ˚F我 χĴf^i=−12∇2i−∑A=1MZAriA+VHFif^i=−12∇i2−∑A=1MZAriA+ViHF\hat{f}_{i} = -\frac{1}{2}\nabla^{2}_{i}-\sum_{A=1}^{M}\frac{Z_{A}}{r_{iA}}+V^{\mathrm{HF}}_{i}ZAZAZ_{A}riAriAr_{iA}iiiAAAVHFiViHFV^{\mathrm{HF}}_{i}是电子由于系统中所有其他电子而感受到的平均电势。由于依赖于其他电子的自旋轨道,因此可以说Fock算子依赖于其本征函数。在A. Szabo和N. Ostlund,第54页(第一版)的“现代量子化学”中,他们写道“ Hartree-Fock方程(2.52)是非线性的,必须迭代求解”。我已经研究了此迭代解决方案的细节,这是我研究的一部分,但是对于这个问题,我认为它们并不重要,除了陈述该方法的基本结构是:iiiVHFiViHFV_{i}^{\mathrm{HF}}χjχj\chi_{j} 初步自旋轨道并计算。V ħ ˚F我{χi}{χi}\{\chi_{i}\}VHFiViHFV_{i}^{\mathrm{HF}} 对这些自旋轨道求解上面的特征值方程,并获得新的自旋轨道。 对新的自旋轨道重复此过程,直到达到自洽。 在这种情况下,当用于使的自旋轨道与求解特征值方程时所获得的自旋轨道相同时,就实现了自洽。VHFiViHFV_{i}^{\mathrm{HF}} 我的问题是:我们如何知道这种融合将会发生?为什么连续迭代解的本征函数在某种意义上会“趋向于”收敛的情况?解决方案是否可能会分歧?我不知道如何防止这种情况。 作为另一个问题,我想知道为什么会聚的本征函数(自旋轨道)会提供最佳(即最低)基态能量。在我看来,该方程的迭代解在某种程度上具有“内置”收敛性和能量最小化。也许方程中内置了一些约束来确保收敛? 从Physics Stack Exchange交叉发布:https://physics.stackexchange.com/q/20703/why-does-iteratively-solving-the-hartree-fock-equations-result-in-convergence

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