计算化学入坑指南

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上海交大附中RDC   2019-7-27 13:09   5577   0
计算化学是一门使用计算机模拟来帮助解决化学问题的化学分支学科。计算化学家可以使用算法、统计学和大型数据库分析将化学理论和建模与实验观察结合起来。计算化学家的工作包括对物理过程进行建模,使用统计和数据分析技术从大量数据中提取有用信息等。同时,计算机可视化功能的进步使计算化学家能够以易于理解的形式呈现复杂的分析,他们可以借助这些分析来设计实验和新材料并验证结果。


一些有帮助的网站


1、 计算化学公社
http://bbs.keinsci.com/forum.php
是一个隶属于北京科音自然科学研究中心的计算化学学术讨论平台。






2、量子化学软件中文网
http://qchem.pw/
提供了下载各种量子化学相关软件的下载链接与下载方式





3、Multiwfn
http://sobereva.com/multiwfn/
全称为Multifunctional Wavefunction Analyzer,是功能十分强大的量子化学波函数分析程序。





4、思想家公社的门口:量子化学·分子模拟·二次元
http://sobereva.com/
作者Sobereva的博客,其中有很多计算化学相关的干货


知识背景与推荐书目


根据美国化学协会对计算化学的介绍,计算化学需要以下知识背景:
(关注公众号后,后台回复“计算化学”获得链接)




基础化学
推荐书目:

Chemistry by Zumdahl, S.S., Zumdahl, S.A.
是美国部分高中使用的化学教材


关注公众号后,后台回复“基础化学”获得链接




构象分析(Conformational Analysis)
推荐书目:
Elementary Organic Stereochemistry and Conformational Analysis by Marples, B.A.《初等有机立体化学和构象分析》,作者(英)马普利斯
孔夫子旧书网有售,(但是从入门效果来说,不如同时期出版的高等化学教学参考《立体化学》来得清晰易懂)。




酸碱平衡(Acid–Base Equilibria)
推荐书目:
Acid-base Equilibria and Calculations Equilibria by Lower, S.K.
Lower的这本《酸碱平衡及计算》在数学上的需求不高,大致初中数学已经足够,更多笔墨在概念的解释与计算公式背后含义的解读上。




物理有机化学( Physical Organic Chemistry)
推荐书目:
Chemistry: An Introduction to Organic, Inorganic & Physical Chemistry by Housecroft, C.E., Constable, E.C.


Advances in Physical Organic Chemistry, Volume 12 by Eberson, L.




分子结构(Molecular Structure)
推荐书目:
Herzberg, G. 的分子结构简介和分子结构四部曲(我们提供的是DJVU文件,需要另外下DJVU阅读器):
Atomic Spectra and Atomic Structure.


Molecular Spectra and Molecule Structure. :
    Vol. 1: Diatomic Molecules.

    Vol.2: Infrared and Raman spectra of polyatomic molecules.
    Vol.3: Electronic spectra and electronic structure of polyatomic molecules.




热力学(Thermodynamics)
推荐视频:
B站学化学:热力学基础
https://www.bilibili.com/video/av24520600/


推荐书目:
剑桥短介绍系列:
The Laws of Thermodynamics by Alkins, P.


Introduction to Thermal Systems Engineering by Moran, M.J., Shapiro, H.N., Munson, B.R., DeWitt, D.P.





立体化学(Stereochemistry)
推荐书目:
UCLA的立体化学简介:
Stereochemistry: an Introduction


德克萨斯大学的在线书《立体化学》
http://research.cm.utexas.edu/nbauld/teach/stereo.html
八十年代的立体化学教学参考书(其他科目也类似,八十年代出版了一批面向中等教育水平以下的参考书),孔夫子旧书网有售。


学习建议与小贴士


  • 加入美国化学学会计算化学分会(目前会员约3000人),对于有浓烈发展计算化学兴趣的人来说,可能是很有好处的。
    申请表:
    https://home.acs.org/forms/s/technical-divisions#apex/IFFAPP__IFF_Intake?sc=TDJoinPage#/2c51ea8b-e715-4be2-a981-398eb379c0ca/c50b9589-f0b4-4944-86ff-752d9a943c8e

  • 注意在选择申请部门的时候,选择Computers in Chemistry


  • 美国化学学会提供从高中到年轻大学职员的各种活动与竞赛。其中学生活动的地址在:
    https://www.acs.org/content/acs/en/education/students.html
    包括俱乐部、竞赛、夏令营


  • Google Play 里可用的化学软件:





文案|RDC-彭禹老师

排版|RDC-张雨琦


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