力场与分子力学
力场是分子势能的参数化表达式，它使分子力学能够在没有量子计算的情况下，计算非常大体系的结构和能量。
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Definition
一种经验势能函数及其参数，它利用经典力学近似计算分子体系能量与原子坐标之间的函数关系。
Scope
涵盖经典力场的函数形式、键合项（用于键、键角和扭转角）、非键合静电和范德华项、原子类型划分和参数化策略，以及主要的生物分子力场家族。还涉及可极化和反应性力场，以及固定参数固有的可转移性限制。
Core questions
- 力场的各项代表哪些物理相互作用？
- 力场参数是如何推导的，它们的可转移性如何？
- 主要的生物分子力场在理念和目标体系上有何不同？
- 固定的、非反应性力场无法描述什么？
Key theories
- 加和势能分解
- 总能量被写成独立的键合和非键合贡献之和，这种近似使得评估快速且参数化模块化。
- 经验参数化
- 力场参数通过拟合代表性化合物的实验数据和量子化学计算来获得，并假设参数可转移到相似的化学环境中。
Clinical relevance
力场是所有经典生物分子和材料模拟的基础；它们的质量为分子动力学和自由能预测（用于药物和材料设计）的真实性设定了上限。
History
从Allinger用于有机分子的MM2/MM3力场开始，该领域在20世纪80年代和90年代扩展到生物分子力场，如AMBER、CHARMM、OPLS和GROMOS，并持续发展可极化和机器学习势。
Key figures
- Peter Kollman
- Alexander MacKerell
- William Jorgensen
- Norman Allinger
Related topics
Seminal works
- cornell1995
- mackerell1998
Frequently asked questions
- 为什么力场不能描述化学反应？
- 标准力场将键视为固定的弹簧，不能断裂或形成；描述反应需要反应性力场或对反应区域进行量子处理。
- 所有力场都可以互换吗？
- 不能；不同的力场家族针对不同的体系和不同的约定进行参数化，因此结果可能有所不同，并且混合不同力场的参数通常是无效的。