分子力學

在分子以及凝聚體內部，化學鍵都有“自然”的鍵長值和鍵角值，當滿足這些條件時，體系的能量、以及內部原子間的相互作用均應滿足某種極值條件。分子要調整它的幾何形狀（構象），以使其鍵長值和鍵角值儘可能接近自然值，同時也使非鍵作用處於最小的狀態。

在某些有張力的分子體系中，分子的張力可以計算出來。但直到1946年，T.L.Hill才提出用van derWaals作用能和鍵長、鍵角的變形能來計算分子的能量，以優化分子的空間構型。Hill寫道：“分子內部的空間作用是眾所周知的，

（1）基團或原子之間靠近時則相互排斥；

（2）為了減少這種作用，基團或原子就趨於相互離開，但是這將使鍵長伸長或鍵角發生彎曲，又引起了相應的能量升高。最後的構型將是這兩種力折衷的結果，並且是能量最低的構型”。同時，Dostro-vsky和Westeimer成功地用比較方便的方式處理各種鹵素原子參與的SN2反應速率，得到了比較令人滿意的結果。至此，分子力學的思想和方法就建立起來了。雖然，Westeimer的有關計算表明，分子力學可以説明分子的構象、能量等一些性質，但在40年代分子力學並沒有得到發展。直到50年代以後，隨着電子計算機和最優化理論的發展，用分子力學來確定和理解分子的結構和性質的研究才越來越多。直到這時，才可以説分子力學已成為結構化學研究的重要方法之一。近幾年來，隨着現代技術的發展和應用，特別是計算機技術的發展，分子力學方法已不僅能處理一般的中小分子，也不僅主要應用於有機化學領域，而且能處理大分子體系。在其他的一些領域，如生物化學、藥物設計、配位化學，甚至在材料和物理領域，結合了晶格動力學、能帶論等學科知識之後，分子力學方法都有了廣泛的應用。