The Potential Distribution Theorem and Models of Molecular Solutions pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Beck, Thomas L./ Paulaitis, Michael E./ Pratt, Lawrence R.

出品人:

页数:244

译者:

出版时间:2006-9

价格:$ 219.22

装帧:HRD

isbn号码:9780521822152

丛书系列:

图书标签:

Potential Distribution Theorem
Molecular Solutions
Statistical Thermodynamics
Chemical Physics
Solution Chemistry
Theoretical Chemistry
Electrostatics
Solvation
Nonequilibrium Thermodynamics
Computational Chemistry

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具体描述

This book was first published in 2006. An understanding of statistical thermodynamic molecular theory is fundamental to the appreciation of molecular solutions. This complex subject has been simplified by the authors with down-to-earth presentations of molecular theory. Using the potential distribution theorem (PDT) as the basis, the text provides a discussion of practical theories in conjunction with simulation results. The authors discuss the field in a concise and simple manner, illustrating the text with useful models of solution thermodynamics and numerous exercises. Modern quasi-chemical theories that permit statistical thermodynamic properties to be studied on the basis of electronic structure calculations are given extended development, as is the testing of those theoretical results with ab initio molecular dynamics simulations. The book is intended for students taking up research problems of molecular science in chemistry, chemical engineering, biochemistry, pharmaceutical chemistry, nanotechnology and biotechnology.

好的，以下是一份关于不包含《The Potential Distribution Theorem and Models of Molecular Solutions》一书内容的图书简介，力求详实且自然：《跨越边界：复杂系统的多尺度建模与计算方法》一部深度探索现代物理化学与材料科学前沿的专著内容简介：本书旨在为高年级本科生、研究生以及从事计算化学、理论物理和材料科学研究的专业人员，提供一套全面且深入的视角，用以理解和掌握复杂物理化学系统中的多尺度建模技术与先进的计算方法。我们聚焦于如何将宏观现象与微观机制有效衔接，特别是在处理非平衡态、界面现象以及复杂流体动力学等具有挑战性的领域。本书的结构设计旨在引导读者从基础的统计力学框架出发，逐步深入到高阶的动力学理论与模拟技术。全书共分六个核心部分，涵盖了从基础理论构建到前沿应用拓展的完整链条。第一部分：基础理论的回顾与深化本部分首先对经典统计力学的基本原理进行了系统的回顾，重点强调了配分函数的建立及其在描述平衡态系统热力学性质中的核心地位。然而，本书并未止步于平衡态。我们随后引入了对非平衡态统计力学的深入探讨，特别是朗之万动力学（Langevin Dynamics）和格林-久保（Kubo）公式的现代诠释。我们将详细分析如何利用这些工具来描述系统在时间演化过程中的涨落和耗散现象，为后续的动力学模拟奠定坚实的理论基础。特别地，对于玻尔兹曼方程及其在稀薄气体和稀疏等离子体中的应用，我们将提供详细的推导与案例分析，以凸显其在介观尺度模拟中的重要性。第二部分：分子间作用力的精确表征理解分子间相互作用是精确建模的基石。本部分将详细阐述量子化学计算在确定分子间势能面（Potential Energy Surfaces, PES）中的作用。我们将涵盖密度泛函理论（DFT）的各种泛函选择（如GGA, meta-GGA, Hybrids）及其在预测分子间作用力，特别是色散力（Dispersion Forces）中的局限性与改进方案（如DFT-D3, DFT-D4修正）。此外，我们还将介绍分子力场（Force Fields）的构建哲学，包括对经典力场（如AMBER, CHARMM）的参数化策略，以及如何将极化效应（Polarization Effects）纳入到经典模型中，以更准确地描述溶液和凝聚态中的环境依赖性相互作用。第三部分：从原子到介观的尺度连接技术这是本书的核心创新点之一。我们致力于解决如何有效地在不同时间与空间尺度上进行信息传递和模型映射的问题。我们将详细讨论粗粒化（Coarse-Graining, CG）方法的理论基础与实践。从基于能量的映射（如U-Potentials）到基于信息论的映射（如最大熵原理），我们将对比各种CG方案的优缺点，并着重介绍如何利用逆蒙特卡洛（Inverse Monte Carlo, IMC）方法来校准粗粒化模型的参数，确保其能重现目标（精细尺度）的统计快照。此外，多尺度建模框架（Multi-Scale Modeling Frameworks），特别是耦合量子力学与分子力学的QM/MM方法的最新进展，将作为连接原子精度与宏观效率的关键桥梁进行深入分析。第四部分：复杂流体动力学的介观模拟对于涉及界面、混合与输运过程的复杂流体系统，传统的分子动力学模拟往往在时间尺度上捉襟见肘。本部分将聚焦于介观模拟方法，特别是格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method, LBM）。我们将从玻尔兹曼方程的离散化角度出发，详细推导LBM的基本格式、粘度计算以及边界条件处理。本书将提供LBM在模拟多孔介质流动、液滴动力学以及非牛顿流体行为中的实际应用案例，展示其在捕捉复杂界面流动特性方面的优越性。第五部分：界面与表面现象的动力学研究界面是物理化学过程的天然发生地，涉及吸附、催化、膜分离等关键应用。本部分将专门探讨如何利用先进的计算工具来解析界面动力学。我们将深入研究表面吸附动力学，利用反应性分子动力学（Reactive Molecular Dynamics, ReaxFF）来模拟化学键的形成与断裂过程，尤其是在催化剂表面。对于涉及离子和极性分子的界面，我们将探讨电荷转移与双电层结构的计算方法，强调电势分布如何影响界面输运过程。第六部分：先进的采样式与高效计算策略最后一部分关注于如何利用计算资源来克服高维积分的挑战。我们将对采样技术进行一次彻底的梳理，从传统的Metropolis Monte Carlo到更先进的自适应采样方法，如Metadynamics、Umbrella Sampling及其在高维能垒穿越中的应用。此外，本书还将讨论机器学习（Machine Learning）在加速分子模拟中的新兴角色，包括利用神经网络势（Neural Network Potentials, NNP）来替代昂贵的量子化学计算，以及如何利用数据驱动的方法来预测材料属性和反应速率。本书的特点：理论深度与实践广度并重：每一个理论模型都辅以清晰的数学推导和实际的计算示例。跨越尺度：强调从量子到介观尺度的模型连接与信息传递技术。前沿聚焦：深入探讨了如ReaxFF、LBM和NNP等当前计算化学领域的热点方法。本书是致力于在理论和计算层面解决复杂物理化学挑战的研究人员和学生的理想参考书。它不仅传授“如何计算”，更强调“为何选择此方法”的深刻洞察力。