英語翻譯：

【計】 computational chemistry
【化】 calculational chemistry; computational chemistry; computing chemistry

分詞翻譯：

計的英語翻譯：

idea; plan; calculate; count; meter; stratagem
【醫】 meter

算的英語翻譯：

calculate; reckon; count; in the end; include; let it go; plan; consider

化學的英語翻譯：

chemistry
【化】 chemistry
【醫】 chemistry; chemo-; spagyric medicine

專業解析

計算化學（Computational Chemistry）是以數學建模與計算機模拟為核心手段，研究分子結構、化學反應及物質性質的交叉學科。其核心目标是通過量子力學、分子動力學等理論框架，定量預測化學體系的能量、反應路徑與動态行為，從而降低實驗成本并探索微觀機制。

核心方法論

1. 量子化學計算：基于薛定谔方程（$hat{H}Psi = EPsi$）求解分子軌道與電子分布，代表性方法包括Hartree-Fock近似和密度泛函理論（DFT）。
2. 分子模拟技術：利用分子力學力場（如AMBER、CHARMM）模拟大分子體系的構象變化，適用于蛋白質折疊或藥物-受體相互作用研究。
3. 統計熱力學方法：通過蒙特卡羅模拟或分子動力學計算熱力學性質（如自由能、熵變），為材料設計提供數據支撐。

權威學術參考

• 國際理論與應用化學聯合會（IUPAC）将計算化學定義為“通過計算機程式執行數學方法解決化學問題”。
• 美國化學會（ACS）期刊《Journal of Chemical Theory and Computation》收錄了DFT算法優化與多尺度建模的前沿研究。
• 劍橋大學研究團隊在《Nature Reviews Chemistry》中系統綜述了機器學習加速分子模拟的進展。

網絡擴展解釋

計算化學是理論化學的一個分支，主要通過數學建模和計算機模拟來研究化學系統的性質及反應過程。以下是其核心要點：

1.定義與理論基礎

計算化學基于物理化學理論（尤其是量子力學），利用數值運算和計算機程式分析分子結構、能量、反應活性等性質。其目标包括解釋實驗現象、預測未知化學系統的行為，以及驗證或發展更高層次的化學理論。

2.主要方法

• 量子化學計算：通過求解薛定谔方程等量子力學模型，計算分子性質（如總能量、振動頻率等）。
• 分子模拟：包括分子動力學和蒙特卡洛方法，模拟分子在時間或空間中的動态行為。
• 數值計算：如代數方程求解、參數優化、數值積分等，用于處理實驗數據和模型參數。

3.應用領域

• 反應機理研究：快速模拟反應路徑，輔助實驗設計。
• 藥物設計：通過計算機輔助藥物設計（CADD）預測藥物分子與靶标的相互作用。
• 材料科學：預測材料性能（如催化活性、電子結構），加速新材料開發。
• 環境化學：分析污染物降解路徑或毒性機制。

4.學科特點

• 交叉性：融合化學、物理學、數學和計算機科學。
• 高效性：可替代部分實驗，降低研究成本和時間。
• 近似性：依賴數學近似方法，精度與計算資源相關。

5.發展趨勢

隨着計算機性能提升，計算化學在精度和複雜體系模拟（如蛋白質折疊、納米材料）中的應用不斷擴展。

如需更完整的學科框架或具體案例，可參考搜狗百科或原創力文檔。

分類

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