分子力學

A force field is used to minimize the bond stretching energy of this ethane molecule.

分子力學採用經典力學來模擬分子體系。在分子力學中，使用分子力場方法計算出所有系統的勢能。分子力學可用於研究小分子，也可用於研究具有成千乃至上百萬原子數的大型生物系統或材料。

全原子分子力學方法具有以下性質：

• 將每個原子模擬為單個粒子
• 每個粒子具有一個半徑值（通常為范德華半徑），極化率和一個恆定的淨電荷數（通常來自於量子計算和/或實驗）
• 將原子間互相成鍵作用模擬為「連線」，取平衡距離等於實驗或計算所得的鍵長

這個方法有幾個可能的變體。例如，許多模擬方法曾使用「原子團」模型（此模型將一個甲基基團或亞甲基單元視為單個粒子），而大型蛋白系統則通常使用「珠」模型（此模型將一個氨基酸視為二至四個粒子）進行模擬。

函數形式

Molecular mechanics potential energy function with continuum solvent.

下文中的函數（即化學勢函數，或稱化學力場函數），用於在給定的構象下，對獨立能量進行加和，計算分子體系的勢能（E）。

$\ E=E_{\text{covalent}}+E_{\text{noncovalent}}\,$

其中，共價鍵和非共價鍵的貢獻由下面的和式求出：

$\ E_{\text{covalent}}=E_{\text{bond}}+E_{\text{angle}}+E_{\text{dihedral}}$

$\ E_{\text{noncovalent}}=E_{\text{electrostatic}}+E_{\text{van der Waals}}$

分子體系的確切的勢能函數形式，或其分子力場形式，取決於所使用的特定的仿真程序。

應用領域

分子力學的一個應用是能量最小化。換句話說，將力場原則用作優化準則，通過適當算法（如最速下降法）尋找（局部）最小值。

軟件

主條目：分子力學模擬軟件列表

這個列表不完整。有許多列表中未包含的軟件可以用於進行分子力學模擬的計算。

• ACEMD - GPU MD
• Abalone
• AMBER
• Ascalaph
• BOSS
• CHARMM
• COSMOS
• CytoSolve
• Ghemical
• GROMOS
• GROMACS
• ICM
• MacroModel
• MDynaMix
• NAMD
• Q-Chem
• Spartan
• StruMM3D (STR3DI32)
• TINKER
• Zodiac
• X-PLOR
• Yasara
• LAMMPS

相關條目

• 分子圖像
• 分子動力學
• 分子力場（化學）
• 分子設計軟件
• GPU上的分子模擬
• 分子力學模擬軟件列表

參考文獻

• Allinger NL, Burkert U. Molecular Mechanics. An American Chemical Society Publication. 1982. ISBN 0-8412-0885-9. 
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外部連結

• Molecular dynamics simulation methods revised
• Molecular mechanics - it is simple （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）