半经验计算英文解释翻译、半经验计算的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 semi-empirical calculation
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
经验计算的英语翻译:
【计】 empirical calculation
专业解析
半经验计算(semi-empirical calculation)是量子化学中结合理论推导与实验数据的计算方法,其核心特征是通过简化薛定谔方程中的复杂积分,并引入实验测得的参数进行近似求解。该方法最早由唐纳德·德沃尔(Donald Dewar)等学者在20世纪50年代提出,广泛应用于分子轨道理论、药物设计及材料科学领域。
从汉英词典角度解析,"半经验"对应英文"semi-empirical",强调其既包含量子力学理论框架(如Hartree-Fock方程),又依赖经验参数(如原子轨道重叠积分)的双重属性。例如在MOPAC软件包中,半经验方法通过参数化处理降低计算量,使得中等规模分子体系(含50-200个原子)的电子结构模拟成为可能。
该方法在权威学术资源中的定义可参考:
- 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将半经验方法归类为"参数化量子化学方法",指出其参数来源于光谱数据或高精度计算(来源:IUPAC Gold Book)
- 剑桥大学化学系课程资料中强调,半经验计算在预测分子几何构型时误差范围通常为±0.02 Å(键长)和±2°(键角)(来源:Cambridge Chemistry Teaching Resources)
网络扩展解释
半经验计算是一种结合理论模型与实验数据的量子化学计算方法,主要用于处理大分子体系的计算问题。以下是其核心特点及原理的详细解释:
1.基本原理与简化方法
半经验计算基于Hartree-Fock-Roothaan方程,但通过多重近似大幅减少计算量:
- 模型简化:采用简化的Hamilton量,仅保留分子相互作用的核心部分,忽略复杂的积分计算(如双电子积分)。
- 零微分重叠(ZDO)近似:假设不同原子轨道之间的重叠积分为零,从而避免计算大量非对角项。
- 参数化处理:引入经验或半经验参数替代难以计算的积分,这些参数通常通过实验数据或高精度理论计算拟合得到。
2.与从头计算法的区别
- 从头计算:严格求解所有积分,计算精度高但耗时,仅适用于小分子体系。
- 半经验计算:通过近似和参数化牺牲部分精度,换取计算效率的提升,可处理更大分子(如蛋白质、DNA等)。
3.应用领域
- 生物大分子研究:例如DNA环化时间的计算,通过半经验公式结合热力学统计理论和实验参数,简化复杂分子动力学过程。
- 材料与药物设计:用于预测分子性质、反应活性等,为实验提供定性或半定量参考。
4.优缺点
- 优点:计算速度快,适用于复杂体系;结果能较好反映实验趋势。
- 缺点:参数依赖性强,外推能力有限;精度通常低于从头计算法。
半经验计算通过“理论框架+实验参数”的平衡,在计算效率与可靠性之间找到折中,成为计算化学中解决实际问题的实用工具。其核心思想是用简化模型抓住主要矛盾,用参数弥补缺失的细节。
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