半经验分子轨道法英文解释翻译、半经验分子轨道法的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 semiempirical molecular orbital method

分词翻译：

半的英语翻译：

half; in the middle; semi-
【计】 semi
【医】 demi-; hemi-; semi-; semis; ss
【经】 quasi

经验的英语翻译：

experience; suffer; undergo
【计】 exhausting
【经】 experience

分子轨道法的英语翻译：

【化】 molecular orbital method

专业解析

半经验分子轨道法（Semiempirical Molecular Orbital Methods）是一种介于完全从头计算法（ab initio）和纯经验方法之间的量子化学计算方法。它通过引入实验数据或简化复杂的量子力学积分来显著减少计算量，从而能够在可接受的时间内处理较大的分子体系。

核心概念解释（汉英对照）

半经验 (Semiempirical)：
指该方法并非完全基于量子力学第一性原理（无任何经验参数），而是部分依赖经验参数（Partially reliant on empirical parameters）。这些参数通常通过拟合小分子体系的实验数据（如电离能、电子亲和能、几何结构、光谱数据）或高精度量子化学计算结果获得。

分子轨道法 (Molecular Orbital Method - MO Method)：
指该方法基于分子轨道理论（Molecular Orbital Theory）。该理论认为分子中的电子在整个分子范围内运动，其状态由分子轨道（Molecular Orbitals）描述，分子轨道由原子轨道线性组合（LCAO-MO）而成。核心任务是求解薛定谔方程的近似解，得到分子轨道的能量（能级）和形状（波函数）。

核心原理与特点

简化积分计算：这是半经验方法的核心特征。它通过忽略或近似处理量子力学方程（如Roothaan方程）中某些非常耗时、对结果影响相对较小的积分项来大幅提升计算速度。常见的简化包括：
- 忽略或近似处理多中心积分（尤其是双电子排斥积分）。
- 采用零微分重叠（Zero Differential Overlap, ZDO）近似或其变体（如CNDO, INDO, NDDO），即假设不同原子轨道之间的重叠微分在某些情况下为零。
- 使用最小基组（如STO-3G）或稍大的价基组。
引入经验参数：为了补偿简化带来的误差，方法中引入了大量经验参数。这些参数通常针对特定元素和原子类型进行优化，用于替代被忽略的积分项或修正计算结果。参数的质量（拟合的数据源和范围）直接影响方法的准确性和普适性。
计算效率高：相较于ab initio方法，半经验方法计算速度极快，使得处理包含数百甚至上千原子的生物大分子、材料体系成为可能。
适用范围与精度：精度通常低于中等或高精度的ab initio或密度泛函理论（DFT）方法，但远高于纯经验力场方法。其精度高度依赖于参数化过程和目标体系。在参数化所针对的体系类型（如有机分子、特定金属配合物）内，对于几何结构、反应能量趋势、光谱性质（如紫外可见光谱）等可能给出合理结果。但对于弱相互作用、电子激发态精度要求高的情况等可能表现不佳。

常见半经验方法举例

早期方法： CNDO (Complete Neglect of Differential Overlap), INDO (Intermediate Neglect of Differential Overlap), MINDO (Modified INDO)。
广泛应用的方法：
- MNDO (Modified Neglect of Diatomic Overlap): 由Michael Dewar及其同事发展。
- AM1 (Austin Model 1): Dewar对MNDO的改进版本，修正了氢键等问题。
- PM3 (Parametric Method 3): James Stewart对MNDO的重新参数化版本，在某些方面优于AM1。
- PM6, PM7: Stewart发展的后续版本，改进了参数化和方法本身（如加入色散校正）。
- RM1 (Recife Model 1): 对PM3的重新参数化。
- OMx (Orthogonalization Models): 如OM1, OM2, OM3，通过引入正交化校正来改进性能，尤其对激发态。

主要应用领域

大分子（蛋白质、核酸、聚合物）的几何优化和构象搜索。
化学反应路径的初步探索（反应热、活化能）。
生物体系（酶、药物-受体相互作用）的模拟。
材料科学（有机半导体、团簇）的初步研究。
紫外可见光谱（UV-Vis）的快速计算。

权威参考文献来源

经典教科书与综述：
- Leach, A. R. Molecular Modelling: Principles and Applications. (详细讲解各类计算方法，包括半经验方法章节)
- Cramer, C. J. Essentials of Computational Chemistry: Theories and Models. (有专门章节介绍半经验方法原理和应用)
- Jensen, F. Introduction to Computational Chemistry. (清晰阐述各类量子化学方法)
- Reviews in Computational Chemistry series (如卷1, 卷6等包含半经验方法的重要综述)。
关键原始文献 (方法发展)：
- Dewar, M. J. S.; Thiel, W. Ground States of Molecules. 38. The MNDO Method. Approximations and Parameters. J. Am. Chem. Soc.1977, 99 (15), 4899–4907. (MNDO的开创性论文)
- Dewar, M. J. S.; Zoebisch, E. G.; Healy, E. F.; Stewart, J. J. P. AM1: A New General Purpose Quantum Mechanical Molecular Model. J. Am. Chem. Soc.1985, 107 (13), 3902–3909. (AM1的开创性论文)
- Stewart, J. J. P. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods I. Method. J. Comput. Chem.1989, 10 (2), 209–220. (PM3的开创性论文)
- Stewart, J. J. P. Optimization of Parameters for Semiempirical Methods VI: More Modifications to the NDDO Approximations and Re-optimization of Parameters. J. Mol. Model.2013, 19 (1), 1–32. (PM6的描述)
软件实现与文档：
- MOPAC: 由James Stewart开发，是执行半经验计算（尤其是MNDO, AM1, PM3, PM6, PM7）最著名的程序之一。其官方网站和手册是重要资源。
- Gaussian, GAMESS(US), ORCA, NWChem: 这些主流量子化学软件包也集成了多种半经验方法（如AM1, PM3, PM6, PM7, OMx等），其用户手册和理论手册提供了详细说明和应用指南。

网络扩展解释

半经验分子轨道法是量子化学中的一种重要计算方法，结合了理论计算和经验参数，在计算效率和准确性之间取得平衡。以下是其核心要点：

1.定义与理论基础

基本概念：该方法以自洽场分子轨道理论为基础，通过经验选取参数并简化复杂积分计算，实现高效量子化学分析。它介于纯经验方法和从头计算法（ab initio）之间。
核心思路：通过忽略或近似处理某些微分重叠积分（如双原子微分重叠），显著减少计算量，同时保留量子力学的核心框架。

2.主要特点

计算效率高：相比从头计算法，计算量大幅减少，适用于较大分子体系。
参数化处理：引入实验数据或高精度计算结果作为参数，弥补理论模型的不足。
适用范围：可计算分子能量、电荷分布、偶极矩等性质，尤其在有机化合物和生物分子研究中应用广泛。

3.常见方法分类

经典方法：
- CNDO（全略微分重叠法）：完全忽略双原子微分重叠积分。
- INDO（间略微分重叠法）：部分保留单中心积分，适用于过渡金属化合物。
- MNDO/AM1：改进的参数化方法，提高热力学性质预测精度。

4.应用与局限性

优势：在药物设计、材料科学中用于快速筛选分子性质，例如锂键与氢键的静电相互作用分析。
局限性：依赖参数可能导致特定体系误差较大，且对强相关体系（如自由基）处理能力有限。

5.历史发展

起源：由美国化学家斯莱特（J.C. Slater）等人于20世纪中期发展，后经改进形成多种分支方法。

如需进一步了解具体方法参数或应用案例，可参考量子化学教材或专业计算软件（如Gaussian、MOPAC）手册。