目录

分子力场的基本模型

 键伸缩能

键长的morse势和立方势

morse势

立方势

键角和扭转角

键角弯折能

二面角扭转能

公式中，前一部分三项为成键相互作用  

后一部分两项为非键相互作用相互作用表示对体系中所有原子的一个遍历，

        在进行分子动力学时需要面向需求选择合适的力场，对复杂的，精度要求很高而不太关注计算量的情况下使用高精度的分子力场。而amber是属于一个低精度但成本较低的分子力场，故在计算时没有考虑交叉项（crossing terms）和附加项的计算。

        键伸缩能的描述方式为谐振子的势函数，基础是中学时学过的胡克定律，即对连接了一个弹簧的两个质点之间形成的谐振子运动的描述。胡克定律中对应的两个参数弹簧平衡长度和伸缩常数，此处对应共价键化学键的强度和平衡位置。

        参考键长即上面的，当我们仅仅考虑这一对原子的伸缩震动而不考虑其他的项目作用，在这个体势能最低的时候，它所对应的键长就是参考键长。而事实上我们一个体系，两个原子放在一个化学环境里面，那么会受到周围环境的影响，它的建成呢会偏离这个l零。那么很直接的我们可以想象一个场景，如果我们把一个带正电荷的原子和一个带负电荷的原子放在一个电场里面，那么电场延伸的方向就是这个偶极矩延伸的方向，电场所带来的影响相当于在两个原子上面施加了一个附加的力，那么这个附加的力就会是个体系偏离他的参考键长。那么这时候体系平衡时所属的键长并不，但是是整个体系平衡的键长，所以在文献里面看到参考电量平衡检查的时候要特别注意这两者的区别。一个方式去描述现在这个伸缩的伸缩能是很容易理解的一件事情，但是实际上大家深入想一想的话，为什么是胡克定律？胡克定律是否适合整个共价键的结构，或者胡克定律它适合共价键的结构是在怎样的一个范围内？上图中我们能看到一条黄线和一条白线，黄线是真正的空加键的是函数的形式，而白线是斜阵子式函数的形式。可以看出，在平衡点附近，平衡点附近以及整个图片的左侧黄线和白线吻合的还可以接受，而在右侧方向黄线和白线偏离的就比较远。这个其实也是谐振子势函数一个很大的缺陷。

         因为我们常见的体系来说，谐振子势函数有一系列的优点如计算简单，但是他的缺点也非常明显，如只适用于平衡位置附近，就像我们上图看到的黄线和白线，只在左侧重合的相对好一些，右侧偏离的非常大。而超过一定范围时距离越大原子间的受力越大，那么这个显然和共价键不一样（共价键距离越大受力越小），所以谐振子的势函数仅适用于这个两个原子所构成的平衡位置附近的运动的这样一些体系。amber力场里面采用谐振子势函数是因为amber力场往往用来处理这个生物大分子的体系，那么生物大分子的体系往往偏离平衡位置都不会太远。适合采用谐振子势函数，同时它的优势又非常适合生物的体系，因为生物分子往往规模较大，一个体系里面可能会涉及到几万个甚至于十几万个或