密度泛函理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡英，刘洪来 著

图书标签:

• 量子化学
• 密度泛函理论
• DFT
• 计算化学
• 材料科学
• 物理化学
• 电子结构
• 从头算
• 分子模拟
• 固体物理

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030500311

版次：01

商品编码：12093000

包装：精装

开本：16开

出版时间：2016-09-01

页数：380

正文语种：中文

内容简介

本书全面地介绍密度泛函理论的基本内容，共分8章。第1章泛函的微积分，提供所需要的泛函的数学基础知识。第2章量子化学基础，补充在一般物理化学以上的量子化学基础知识。第3章量子力学的密度泛函理论，从霍亨堡和库恩的两个定理出发，着重讨论库恩-沈方法，并介绍交换相关能泛函模型，主要采用局部密度近似，包括普遍化梯度近似，接着进入计算。最后是应用举例。第4章统计力学基础，补充在一般物理化学以上的统计力学的基础知识。第5章统计力学的密度泛函理论，首先建立两个生成函数，巨势泛函和内在自由能泛函，并引出巨势极小原理，形成基本框架。

目录

前言
物理量、单位和符号
物理量符号表
绪论

第1章 泛函的微积分
1.1 引言
1.2 泛函导数
1.3 泛函微分
1.4 泛函泰勒级数
1.5 泛函积分
参考文献

第2章 量子化学基础
2.1 引言
2.2 物理化学课程中的内容
2.3 哈特里-福克方法
2.4 狄拉克符号
2.5 电子相关
2.6 微扰理论
2.7 狄拉克方程
参考文献

第3章 量子力学的密度泛函理论
3.1 引言
3.2 霍恩伯格-科恩定理
3.3 科恩-沈方法
3.4 交换相关能泛函
3.5 基于密度泛函理论的计算
3.6 DFT+U
3.7 含时密度泛函理论
3.8 相对论密度泛函理论
3.9 应用举例
参考文献

第4章 统计力学基础
4.1 引言
4.2 物理化学课程中的内容
4.3 各种系综
4.4 涨落
4.5 维里展开
4.6 分布函数理论
4.7 积分方程
4.8 微扰理论
参考文献

第5章 统计力学的密度泛函理论
5.1 引言
5.2 巨势泛函和内在自由能泛函
5.3 相关函数
5.4 相关函数与热力学函数
5.5 -个可解的实例
5.6 自洽场方法
5.7 概念密度泛函理论
参考文献

第6章 内在自由能泛函模型
6.1 引言
6.2 局部密度近似
6.3 密度展开
6.4 加权密度近似
6.5 基本度量理论
参考文献

第7章 对高分子系统的应用
7.1 引言
7.2 链状分子系统的密度泛函理论
7.3 密度泛函理论方程的求解
7.4 格子模型的密度泛函理论
7.5 高斯链模型
7.6 动态密度泛函理论
7.7 高聚物的自洽场理论
参考文献

第8章 界面结构的应用实例
8.1 引言
8.2 流体界面张力
8.3 气体在金属有机框架材料中的吸附
8.4 溶解自由能
8.5 固体表面聚合物刷的结构
8.6 固液界面双电层结构
参考文献
专有名词索引
人名索引
后记
彩图

好的，这是一本关于“计算化学基础与应用”的图书简介，不涉及“密度泛函理论”的具体内容： 书名：计算化学基础与应用：从原理到实践 图书简介 本书旨在为化学、物理、材料科学等相关领域的学习者和研究人员提供一个全面而深入的计算化学入门与进阶指南。它聚焦于量子化学计算方法的核心原理、算法实现，以及如何将这些强大的工具应用于解决实际的科学问题。全书结构严谨，内容涵盖了从基础的薛定谔方程到高级的分子模拟技术，力求在理论深度与实际操作之间取得平衡。 第一部分：量子化学计算的基石 本部分首先建立起读者对计算化学所需物理和数学基础的理解。我们从经典力学的视角出发，回顾了原子和分子的基本结构，并引入了量子力学的基本概念，如波函数、算符和本征值方程。 核心内容集中在电子结构理论的建立。详细阐述了波恩-奥本海默近似（Born-Oppenheimer Approximation）在电子结构计算中的核心地位，并探讨了这一近似的适用范围和局限性。在此基础上，本书深入剖析了哈特里-福克（Hartree-Fock, HF）方法。我们不仅介绍了HF方程的数学形式和自洽场（SCF）迭代过程，还对基组的选择策略进行了详尽的讨论，包括最小基组、分裂价壳层基组（如STO-NG系列）和极化基组的物理意义。此外，本书还系统地比较了HF方法的优点（计算效率高）与固有缺点（未能完全描述电子相关能）。 第二部分：超越平均场：考虑电子相关性 电子相关能是准确描述分子性质的关键，本部分着重介绍超越HF方法的计算技术。 首先，我们将探讨基于微扰理论的后-HF方法。详细介绍了Møller-Plesset微扰理论（MPn，特别是MP2）的原理和计算成本，解释了它们如何系统地引入电子相关效应。接着，本书转向了组态相互作用（Configuration Interaction, CI）方法，从CISD（完全CI的限制版本）到CCD（耦合簇双激发）方法的理论框架。特别强调了耦合簇理论在精度上的卓越表现及其在现代高精度计算中的重要地位。 此外，本书还专门辟章讨论了非迭代的精度评估与外推技术，帮助读者理解如何量化计算结果的可靠性，以及如何通过基组外推法逼近完全基组极限。 第三部分：经典分子动力学与蒙特卡洛模拟 计算化学的应用远不止于静态电子结构计算。本部分将焦点转移到描述分子体系在有限温度和压力下时间演化和集合平均的方法，即分子模拟。 我们首先介绍了分子力场（Force Field）的概念，强调了势能函数（Potential Energy Function, PEF）的构建，包括键合项、非键合项（范德华力和静电作用）的数学形式。本书详细对比了各种经典的力场类型（如AMBER, CHARMM, OPLS）的应用场景。 随后，分子动力学（Molecular Dynamics, MD）模拟方法被系统地介绍。内容涵盖了数值积分算法（如Verlet算法族）、时间步长的选择、以及周期性边界条件（PBC）的处理。读者将学习如何使用MD模拟来计算动态性质，如扩散系数、粘度以及平衡态下的热力学量。 蒙特卡洛（Monte Carlo, MC）模拟作为另一大类集合方法，其基于概率统计的采样机制也得到了深入的讲解。本书将对比MD和MC在采样效率和对系统相位的覆盖能力上的差异，并讨论如何使用Metropolis准则进行有效采样。 第四部分：计算化学的应用与实践 理论的价值在于应用。本部分将指导读者如何将前述方法应用于实际的化学问题，并侧重于软件工具的使用和结果的判读。 几何优化与过渡态搜索： 我们详细描述了如何利用梯度信息进行能量最小化，以确定分子的平衡构型。在反应机理研究方面，本书深入探讨了鞍点（Saddle Point）搜索的方法，包括了二阶梯度信息在确定过渡态中的作用，以及如何通过“反应坐标”分析来验证所得结构确实是过渡态。 光谱性质预测： 涵盖了如何从电子结构计算结果推导出紫外-可见（UV-Vis）吸收、红外（IR）和拉曼光谱。特别关注了如何通过对激发态的描述来准确预测吸收峰的位置和强度。 软件操作与数据解析： 本部分提供了使用主流计算化学软件包（如Gaussian, NWChem, GROMACS等，具体取决于本书侧重点）进行计算的基本流程。重点不在于软件的语法细节，而在于如何设计一个合理的计算方案（Protocol Design），以及如何批判性地解析计算输出文件，辨识潜在的收敛性问题和数值误差。 总结 本书的目标是构建一座坚实的桥梁，连接深奥的量子理论与前沿的化学研究实践。通过对计算化学核心方法论的全面梳理和详细阐释，读者将不仅掌握“如何运行计算”，更理解“为什么这样计算”，从而能够独立、有效地利用计算工具探索未知的化学空间。

评分☆☆☆☆☆

《密度泛函理论》这本书，从书名本身就透露出一种严谨与探索的气息。我一直觉得，理解微观世界的运作机制，是人类认知边界不断拓展的重要体现。而DFT，作为一种描述多电子体系行为的有力工具，正是这种探索的缩影。我希望这本书能够不仅仅是冷冰冰的理论公式，更能传递出DFT背后所蕴含的深刻物理思想。它如何将一个复杂的多体问题，转化为一个相对简单的单体问题？电子的集体行为，又是如何通过一个低维的量——电子密度来捕捉？这些问题如果能在书中得到清晰的解答，那将是对我理解量子力学本质的一次重要启迪。我期待书中能够通过恰当的比喻和生动的例子，来解释一些抽象的概念，比如“交换能”和“关联能”的物理意义，以及不同泛函的近似是如何在试图模拟这些复杂相互作用时做出权衡的。这本书的书名，让我预感到它将是一次深入微观粒子世界的智力冒险，我准备好迎接这场挑战，并从中汲取知识的养分。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名就吸引了我，《密度泛函理论》。光是这个名字，就让我联想到那个由海森堡不确定性原理引出的、充满量子力学奇妙与挑战的微观世界。我一直对理解物质最基本的构成单位以及它们之间如何相互作用着迷，而密度泛函理论（DFT）恰恰是解释这些复杂现象的强大工具之一。想象一下，能够通过电子密度这个相对简单的量，来预测一个分子的结构、能量、光谱特性，甚至化学反应的动力学，这是多么令人振奋的构想！这本书的标题让我觉得，它一定深入浅出地揭示了DFT背后的数学原理和物理思想，并且能够指导我如何运用这个理论来解决实际的科学问题。我期待它能够带领我跨越从基础量子力学到实际应用的鸿沟，让我不仅理解“为什么”，更能掌握“怎么做”。这本书不仅仅是关于一个理论，更是关于一种探索未知、理解自然的思维方式和方法论，它的封面就仿佛是通往微观世界的一扇门，而我对这扇门的开启充满了好奇和期待。我希望这本书能够清晰地阐述DFT的核心概念，比如Kohn-Sham方程的引入，以及局域密度近似（LDA）、广义梯度近似（GGA）等交换关联泛函的演进，让我能够理解这些近似的物理意义和局限性，并学会根据具体问题选择合适的泛函。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本《密度泛函理论》，第一个念头就是它的实践意义。科学研究的最终目的是解决实际问题，而DFT作为一种计算化学和凝聚态物理中不可或缺的工具，其在材料设计、催化剂研发、药物分子设计等领域的广泛应用，早已让我心神向往。我一直想知道，那些令人惊叹的先进材料，比如高性能电池的电解质、新型半导体材料，甚至是具有特定光学或磁学性质的功能材料，背后是否都凝聚着DFT的智慧。这本书的书名暗示了它将不仅仅是理论的堆砌，更可能包含大量的实例分析和应用案例，指导我如何将DFT方法应用于真实的研究课题。我特别期待它能够讲解如何构建计算模型，如何设置计算参数，以及如何解读计算结果，这些都是将理论付诸实践的关键步骤。也许书中会介绍一些流行的DFT计算软件的使用心得，比如VASP、Quantum ESPRESSO或Gaussian，并展示如何通过这些软件来模拟固体的电子结构、表面吸附行为，或者大分子的构象。这本书的价值，我认为在于它能够成为连接理论与实践的桥梁，让我在科学研究的道路上，能够更加自信地迈出坚实的步伐。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《密度泛函理论》这个书名时，我首先想到的是它在现代科学研究中的强大生命力。这个理论的出现，无疑是量子化学和材料科学领域的一场革命，它极大地降低了进行精确量子化学计算的门槛，使得原本难以企及的计算精度如今变得触手可及。我一直以来都对如何用计算的方法来预测和理解物质的性质深感兴趣，而DFT恰恰是实现这一目标的最重要的理论工具之一。这本书的书名让我坚信，它会系统地介绍DFT的基本框架，包括它的理论基础、主要的近似方法以及在实际计算中的应用。我尤其希望书中能够提供一些关于如何选择合适的DFT方法和基组来解决特定问题的指导。例如，对于不同类型的化学键，或者不同尺度的体系，应该如何权衡计算精度和效率？这本书的价值，在于它能够成为我手中一把利器，让我能够更有效地利用计算模拟来探索新的材料、设计更优化的分子，从而在我的科研工作中取得突破。

评分☆☆☆☆☆

读到《密度泛函理论》这个书名，我脑海中浮现的是那些精巧的数学公式和严谨的物理推导。我深知，任何一个成功的理论背后，都离不开扎实的数学基础和深刻的物理洞察。DFT，这个在量子化学和凝聚态物理领域占据核心地位的理论，必然蕴含着丰富的数学语言和深刻的物理概念。我希望这本书能够详细地讲解Kohn-Sham方程的推导过程，让我理解它是如何从多电子体系的薛定谔方程出发，巧妙地引入单电子方程的概念，从而大大简化计算的复杂度。同时，我也期待书中能够深入探讨交换关联泛函的物理本质，例如LDA、GGA、meta-GGA以及混合泛函等，解释它们各自的优势和不足，以及在不同体系中的适用性。理解这些泛函的来源和演进，对于准确地进行量子化学计算至关重要。此外，这本书或许还会涉及一些更高级的主题，比如自旋极化DFT、相对论效应的处理，甚至是非绝热动力学和激发态计算。我对这些更深层次的内容充满了期待，希望能借此机会，全面提升我对DFT理论的理解深度和应用广度。

评分☆☆☆☆☆

商品很好用，内容全面，专业性很强，很喜欢，京东值得信赖，以后会常来的。。。

评分☆☆☆☆☆

买了很多书，回来作为参考，专业必备，理论基础。挺实用的。很好，希望可以学好每一本书。

评分☆☆☆☆☆

商品很好用，内容全面，专业性很强，很喜欢，京东值得信赖，以后会常来的。。。

评分☆☆☆☆☆

好书！可对密度泛函理论有更全面的理解。

评分☆☆☆☆☆

非常不错，密度泛函理论，逻辑清楚，娓娓道来，了解相关内容必备。

评分☆☆☆☆☆

非常不错，密度泛函理论，逻辑清楚，娓娓道来，了解相关内容必备。

评分☆☆☆☆☆

不错~~~~~~~~~~~~~~

评分☆☆☆☆☆

深入浅出，很有帮助

评分☆☆☆☆☆

好，写的非常好，需要这样的好书