2000年 第一届国际结构基因组会议 召开，美、英、法、德、加拿大、 荷兰、以色列、意大利、日本9个国 家开始结构基因组计划的合作； 2003年 Pengyu Ren和Jay W. Ponder提出了水的AMOEBA模型， 这是一种可极化的水的结构模型；
计算化学的历史和涉及
计算化学这一门边缘科学历史很 短，但涉及面很广， 在计算机方面包括——硬件 软件 语言 计算方法
三、
对计算机化学学科的认识 学科交叉天地宽
现状及前景
化学中可以直接转化为能有效地应
用计算机来解决的形式数学 (Formal mathematics) 的问题
还不多，绝大多数化学知识的信
息量大，又多是经验的和各种数
据类型相混杂的。
现状及前景
化学仍然是需要化学家的经验
和直觉的科学，它的这一特 性阻碍了用计算机解决化学
所以：计算化学是用 于化学研究的一种方 法学，是一种越来越 重要的工具。
计算化学的历史和涉及 1925年,Heisenberg发表了第 一篇量子力学的文章，一个 新的学科---“计算化学”诞 生了；
1933年,Bernal, J. D.和 Flowler, R. H提出了水的原 子模型;
1946年,Frank Westheiner完成了第一 次分子力学计算； 1959年,Kauzmann提出 疏水作用是稳定蛋白质结 构的主要作用的一种；
石油化工
生化
药物
有机合成
选矿
高温冶金
材料科学
什么是计算化学
计算化学在更广泛 的意义上又可称作 “计算机化学”。它 是化学、数学、计算 机科学等学科交叉的 新兴学科。
计算化学是化学的一个分支， 但不属于真正意义上的化学， 它是利用数学、统计学和计 算机科学的方法，进行化学、 化工的实验设计、数据与信 息的处理、分类、解析和预 测。
当今，科学计算已成为科 学研究的第三手段，“实 验-理论-计算”三位一体 是现代科学研究的基本模 式，三者既相对独立，又 相互补充，相互依赖，相 互促进。
由于有了计算这一强有力的手 段，大大增强了人们科学研 究的能力，促进了不同学科 之间的交叉与渗透，缩短了 从基础研究到开发应用的过 程，加速了把科学技术转化 为生产力的进程。
除此之外，对于未知或不易 观测的化学系统，计算化学 还常扮演着预测的角色,提供 进一步研究的方向。另外， 计算化学也常被用来验证、 测试、修正、或发展较高层 次的化学理论。
计算化学是一门涉及多种学科的边缘学科
无机化学
有机化学 量子化学
物理化学
化学 软件 数学
微分方程 统计 运筹学
硬件
工程
拓扑学
问题的进一步深入。
现状及前景
因此，未来计算机化学的发展 将在很大程度上取决于能否
将化学问题转化为形式数学 问题。这应是计算机化学基
础研究的中心。
现状及前景 今天，以计算机及其网络深入到
社会的各个层面为标志的数字 化新世纪已经到来，也将使传
统化学发生深刻的变化。
现状及前景
化学已由只实验不计算； 演变为先实验再计算；
在化学方面包括——无机化学、 有机化学、分析化学、高分子 化学、结构化学、环境化学
所用计算方法包括——线性代 数、微积分、数值逼近、概率 统计、最优化、拓扑、数据库
计算化学的类型
1. 以计算机体系为主的计算化学
2. 以计算数学为主要体系的计算化学 和化工 3. 以化学应用为主的计算化学 4. 以介绍应用程序为主的计算化学 5. 以介绍在化学分析仪器中使用电子 计算机为主的计算化学
什么是计算化学
究竟什么是计算化学呢？由于 其目前在各种化学研究中广泛应 用，我们并不容易给它一个很明 确的定义。简单的来说，计算化 学是根据基本的物理化学理论 （通常是量子化学）以大量的数 值运算方式来探讨化学系统的性 质。
最常见到的例子是以量 子化学计算来解释实验 上各种化学现象，帮助 化学家以较具体的概念 来了解、分析观察到的 结果。
也必将逐步演变为 先计算再实验.
现状及前景
计算机化学和计算化学的 结合已开始孕育一个新的
更带数字化色彩的学科方 向。
化学要解决的问题
具未知化合物结构的测定 具备某种特定性质的化合物分子结构的预测 化合物的制备方法 这三个问题对整个化学来说是永久性的。在 计算机化学中，它们分别称为计算机辅助结构 解析、计算机辅助分子设计和计算机辅助合成 路线设计。
例 1.核技术的发展 2.药物设计 3.不对称合成
二、
一 二 三
什么是计算化学 计算化学的历史和涉及 计算化学的类型
四 计算化学的主要领域
五 计算化学的影响
什么是计算化学 由于化学、数学、计 算机科学之间的相互渗 透和交叉，以及新的实 验手段和计算机的广泛 使用，产生的一门新科 学——计算化学。
计算化学的主要领域
1.模式识别在化学中的应用
2.计算机模拟在化学中的应用 3.量子化学计算方法
4.化学数据库
计算化学的影响
1.促进了理论化学的发展
2.测试仪器的改进 3.化学情报的检索
4.数据库的建立
计算化学的影响
5.智能模型的发展 6.实验室成果的工业化 7.化学教学的应用 8.实验数据的处理
计算化学第一章
、计算-科学研 究的第三手段
随着当代科学技术 的飞速发展，特别是计 算机科学与计算机技术 的飞速发展，彻底地改 变了世界的面貌。
教育与科学研究事业也 受到了剧烈的冲击和强 有力的促进。解放思想， 更新观念是时代的要求。
以往，认为 “实践-认识(理论)-再实践再认识” 是人类认识自然，改造自 然的基本循环过程。
1969年,Levitt, M和Lifson, S. J报道了第一次采用分子 力学的方法对蛋白质结构进 行优化； 1979年,Levitt等人采用了分 子动力学方法揭示了X射线 晶体衍射B因子的起源；
1989年,Allinger等人发布了分子力学 与分子动力学模拟程序MM3； 1998年 美国化学家库恩(Walter Kohn) 和英国科学家波普尔(John A. Pople) 因为对量子化学的贡献获得诺贝尔化 学奖； 同年,IBM投资10亿美元，研制 速度为1000万亿次/每秒的超级计算机 "蓝色基因"，用于生物分子的模拟研 究；