Force field (chemistry)
http://dbpedia.org/resource/Force_field_(chemistry) an entity of type: Abstraction100002137
En modelat molecular, un camp de forces fa referència a la forma i els paràmetres de funcions matemàtiques que s'utilitzen per a descriure l'energia potencial d'un sistema de partícules.
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分子モデリングの文脈における力場（りきば、英: force field）は、粒子の系（通常分子および原子）のポテンシャルエネルギーを記述するために用いられる関数の式および媒介変数を意味する。力場関数および媒介変数（パラメータ）セットは、実験ならびに高レベルの量子力学計算に由来する。「全原子」力場は水素を含む系の全ての種類の原子のパラメータを提供するが、「融合原子 (united-atom)」力場は、メチルおよびメチレン基中の水素および炭素原子を単一の相互作用中心として扱う。タンパク質の長時間シミュレーションに頻繁に使用される「粗い (corse-grained)」力場は、計算の効率性を上げるためにより粗い表現を用いる。 化学および計算生物学における「力場」という用語の用法は、物理学における標準的な用法とは異なっている。化学では、ポテンシャルエネルギー関数の系であり、物理学で定義される力場はスカラーポテンシャルの勾配である。
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Силове поле (хімія) — набір функцій з відповідними параметрами, які описують зміну енергії при відхиленні довжини зв'язку, валентного чи торсійного кута в молекулярних частинках від рівноважних. Молекулярна система розглядається як набір класичних мас, що утримуються разом класичними силами. Використовується в методах молекулярної механіки. У деяких випадках такий набір включає функції, що описують взаємодію між незв'язаними атомами, електростатичну взаємодію, водневі зв'язки та інші структурні ефекти.
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分子力场根据量子力学的波恩-奥本海默近似，一个分子的能量可以近似看作构成分子的各个原子的空间坐标的函数，简单地讲就是分子的能量随分子构型的变化而变化，而描述这种分子能量和分子结构之间关系的就是分子力场函数。分子力场函数为来自实验结果的经验公式，可以讲对分子能量的模拟比较粗糙，但是相比于精确的量子力学从头计算方法，分子力场方法的计算量要小数十倍，而且在适当的范围内，分子力场方法的计算精度与量子化学计算相差无几，因此对大分子复杂体系而言，分子力场方法是一套行之有效的方法。以分子力场为基础的分子力学计算方法在分子动力学、蒙特卡罗方法、分子对接等分子模拟方法中有着广泛的应用。
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In the context of chemistry and molecular modelling, a force field is a computational method that is used to estimate the forces between atoms within molecules and also between molecules. More precisely, the force field refers to the functional form and parameter sets used to calculate the potential energy of a system of atoms or coarse-grained particles in molecular mechanics, molecular dynamics, or Monte Carlo simulations. The parameters for a chosen energy function may be derived from experiments in physics and chemistry, calculations in quantum mechanics, or both. Force fields are interatomic potentials and utilize the same concept as force fields in classical physics, with the difference that the force field parameters in chemistry describe the energy landscape, from which the acting
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Ein Kraftfeld (englisch: force field) ist in der Computerphysik und verwandten Disziplinen, wie der Theoretischen Chemie, eine Parametrisierung der potentiellen Energie und kommt insbesondere bei der Beschreibung von Molekülen zum Einsatz. Wenn auf ein bestimmtes Kraftfeld verwiesen wird, so ist damit sowohl die funktionelle Form des Kraftfeldes, als auch ein spezielles (definiertes) Parameterset gemeint. . Die Wahl der Parameter eines Kraftfeldes erfolgt so, dass es in Computersimulationen bestimmte Aspekte möglichst exakt wiedergeben kann.
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En el contexto de la química y el modelado molecular, un campo de fuerza es un método computacional que es utilizado para estimar las fuerzas entre los átomos dentro de las moléculas y también entre diferentes moléculas. De forma más precisa, el campo de fuerza se refiere a la forma de la función y los parámetros utilizados para calcular la energía potencial de un sistema de átomos o de partículas granuladas mediante mecánica molecular, dinámica molecular o el método de Montecarlo. Los parámetros para una función de energía seleccionada pueden surgir de experimentos físicos o químicos, cálculos de mecánica cuántica o una combinación de ambos. Los campos de fuerza son potenciales interatómicos y utilizan el mismo concepto de campo de fuerza de la física clásica, con la diferencia de que los
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Dans le cadre de la mécanique moléculaire, un champ de force est un ensemble de potentiels et de paramètres permettant de décrire la structure de l'énergie potentielle d'un système de particules (typiquement, des atomes, mais non exclusivement). L'usage de l'expression champ de force en chimie et biologie numériques diffère ainsi de celui de la physique, où il indique en général un gradient négatif d'un potentiel scalaire. Les potentiels et paramètres d'un champ de force donné sont déterminés à partir de résultats expérimentaux et de calculs précis en mécanique quantique.
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Nell'ambito della meccanica molecolare, un Force field si riferisce impropriamente sia alla forma funzionale ed al set di parametri utilizzati per esprimere l'energia potenziale di un sistema di particelle (solitamente, ma non necessariamente, atomi). Le funzioni del Force field ed i set di parametri sono derivati sia da dati sperimentali che da calcoli quantomeccanici ab initio di alto livello. Esistono varie tipologie di Force field: gli "all-atom" hanno parametri per ogni atomo costituente il sistema, mentre gli "united-atom" trattano gli atomi di idrogeno e quelli di carbonio appartenenti a gruppi metile e metilene come un singolo centro di interazione. Infine i Force field "Coarse-grained", spesso utilizzati nelle simulazioni per lunghi tempi di proteine, utilizzano rappresentazioni a
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No âmbito da modelagem molecular, um campo de força (um caso especial de funções de energia ou potenciais interatômicos; não deve ser confundido com Campo de força na física clássica) refere-se à forma funcional e conjuntos de parâmetros usados para calcular a energia potencial de um sistema de átomos ou partículas em grãos grosseiros em simulações de e dinâmica molecular. Os parâmetros das funções de energia podem ser derivados a partir de trabalhos experimentais e cálculos de mecânica quântica. A transmissibilidade é uma das propriedades fundamentais de um campo de força.
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Een krachtveld (Engels: force field of forcefield) is een empirische functie die de krachten in en tussen moleculen beschrijft, zoals deze in de moleculaire mechanica en de moleculaire dynamica wordt gebruikt. Een force field beschouwt de krachten tussen deeltjes op klassieke wijze. De functie bestaat uit een aantal termen met parameters die zijn aan te passen aan experimentele gegevens of aan ab initio kwantumchemische berekeningen. In formulevorm ziet de potentiële-energiefunctie van een typisch krachtveld er dan als volgt uit:
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Pole siłowe – funkcja oraz zestaw parametrów opisujących energię potencjalną układu atomów lub cząsteczek. Zwykle termin ten pojawia się w kontekście dynamiki molekularnej oraz mechaniki molekularnej, gdzie odgrywa niezbędną rolę jako przybliżenia rzeczywistej funkcji potencjału. Opracowano wiele różnych pól siłowych, niektóre z nich mają szerokie zastosowanie w prowadzeniu symulacji różnych układów molekularnych (np. CHARMM, AMBER), podczas gdy inne zostały zoptymalizowane do prowadzenia wyspecjalizowanych obliczeń (np. ).
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Camp de forces (química)
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Kraftfeld (Computerphysik)
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Campo de fuerza (química)
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Force field (chemistry)
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Champ de force (chimie)
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Force field
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力場 (化学)
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Krachtveld (scheikunde)
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Pole siłowe (chemia)
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Campo de força (química)
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Силове поле (хімія)
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分子力场
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En modelat molecular, un camp de forces fa referència a la forma i els paràmetres de funcions matemàtiques que s'utilitzen per a descriure l'energia potencial d'un sistema de partícules.
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Ein Kraftfeld (englisch: force field) ist in der Computerphysik und verwandten Disziplinen, wie der Theoretischen Chemie, eine Parametrisierung der potentiellen Energie und kommt insbesondere bei der Beschreibung von Molekülen zum Einsatz. Wenn auf ein bestimmtes Kraftfeld verwiesen wird, so ist damit sowohl die funktionelle Form des Kraftfeldes, als auch ein spezielles (definiertes) Parameterset gemeint. Häufig enthalten Kraftfelder Terme für Beiträge zur potentiellen Energie, die durch chemische Bindungen vermittelt werden sowie Terme für Wechselwirkungen, die nicht durch chemische Bindungen vermittelt werden: . Der Beitrag enthält häufig ein Lennard-Jones-Potential-Term und einen Coulomb-Potential-Term.Der Beitrag enthält häufig Terme, welche die Torsion von Bindungen, Bindungswinkel und Bindungslängen beschreiben. Der Term, der die Bindungslänge zwischen Atomtypen der Sorte A und B beschreibt, kann z. B. die Form annehmen, wobei die Federkonstante sowie der Gleichgewichtsabstand Parameter sind. Da beispielsweise Kohlenstoffatome, je nachdem, ob eine Doppel- oder Einfachbindung vorliegt, andere Gleichgewichtsabstände und Federkonstanten haben, verwendet man zur Charakterisierung der anzuwendenden Parameter nicht lediglich Elementsymbole, sondern Atomtypen.Bei der (alleinigen) Wahl der obigen funktionellen Form zur Beschreibung der Bindungslänge wäre das Brechen von Bindungen nicht möglich. Es gibt jedoch reaktive Kraftfelder (wie beispielsweise ReaxFF), die das Brechen von Bindungen beschreiben können. Die Wahl der Parameter eines Kraftfeldes erfolgt so, dass es in Computersimulationen bestimmte Aspekte möglichst exakt wiedergeben kann. Kraftfelder bieten den Vorteil, dass sich relativ große Systeme modellieren lassen. Ferner kann die Aufspaltung der Energie in ihre Einzelbeiträge zum Verständnis (z. B. der Molekülstruktur) beitragen. Die Genauigkeit der Beschreibung hängt allerdings entscheidend davon ab, wie gut das gewählte Parameterset zu dem zu untersuchenden System passt.
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In the context of chemistry and molecular modelling, a force field is a computational method that is used to estimate the forces between atoms within molecules and also between molecules. More precisely, the force field refers to the functional form and parameter sets used to calculate the potential energy of a system of atoms or coarse-grained particles in molecular mechanics, molecular dynamics, or Monte Carlo simulations. The parameters for a chosen energy function may be derived from experiments in physics and chemistry, calculations in quantum mechanics, or both. Force fields are interatomic potentials and utilize the same concept as force fields in classical physics, with the difference that the force field parameters in chemistry describe the energy landscape, from which the acting forces on every particle are derived as a gradient of the potential energy with respect to the particle coordinates. All-atom force fields provide parameters for every type of atom in a system, including hydrogen, while united-atom interatomic potentials treat the hydrogen and carbon atoms in methyl groups and methylene bridges as one interaction center. Coarse-grained potentials, which are often used in long-time simulations of macromolecules such as proteins, nucleic acids, and multi-component complexes, sacrifice chemical details for higher computing efficiency.
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En el contexto de la química y el modelado molecular, un campo de fuerza es un método computacional que es utilizado para estimar las fuerzas entre los átomos dentro de las moléculas y también entre diferentes moléculas. De forma más precisa, el campo de fuerza se refiere a la forma de la función y los parámetros utilizados para calcular la energía potencial de un sistema de átomos o de partículas granuladas mediante mecánica molecular, dinámica molecular o el método de Montecarlo. Los parámetros para una función de energía seleccionada pueden surgir de experimentos físicos o químicos, cálculos de mecánica cuántica o una combinación de ambos. Los campos de fuerza son potenciales interatómicos y utilizan el mismo concepto de campo de fuerza de la física clásica, con la diferencia de que los parámetros del campo de fuerza químico describen un "paisaje de energía", del cual se derivan las fuerzas que actúan sobre cada partícula como un gradiente de energía potencial respecto a las coordenadas de cada partícula. Los campos de fuerza de todos los átomos proveen parámetros para cada tipo de átomo en un sistema, incluyendo hidrógenos, mientras que los potenciales interatómicos monoatómicos toman al hidrógeno y al carbono de los grupos metilo y metileno como un centro de interacción único. Los potenciales de granulado, que son utilizados en simulaciones de macromoléculas como proteínas, ácidos nucléicos y complejos multicomponente, sacrifican los detalles químicos a favor de una mayor eficiencia computacional.
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Dans le cadre de la mécanique moléculaire, un champ de force est un ensemble de potentiels et de paramètres permettant de décrire la structure de l'énergie potentielle d'un système de particules (typiquement, des atomes, mais non exclusivement). L'usage de l'expression champ de force en chimie et biologie numériques diffère ainsi de celui de la physique, où il indique en général un gradient négatif d'un potentiel scalaire. Les potentiels et paramètres d'un champ de force donné sont déterminés à partir de résultats expérimentaux et de calculs précis en mécanique quantique. Il existe, en fonction des systèmes étudiés, de nombreux champs de force différents. Les champs de force tout-atome (all atom) donnent des paramètres pour tous les atomes du système, y compris l'hydrogène, alors que les champs de force atomes unifiés (unified atom) ne prennent pas en compte les atomes d'hydrogène sauf si ces derniers sont polaires (H est traité comme un centre d'interaction). Les champs de force basés sur les atomes lourds ne prennent pas du tout en compte les atomes d'hydrogène. Certains champs de force sont basés sur des modèles simplifiés de tout ou partie d'un ou plusieurs objets comme les champs à gros grains (coarse grained) fréquemment utilisés dans les simulations longues de protéines, ou les champs basés sur des grilles et réseaux (in lattice). Le choix d'un champ, spécifique d'un système et plus ou moins efficace, dépend des études que l'on doit produire et des propriétés recherchées.
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分子モデリングの文脈における力場（りきば、英: force field）は、粒子の系（通常分子および原子）のポテンシャルエネルギーを記述するために用いられる関数の式および媒介変数を意味する。力場関数および媒介変数（パラメータ）セットは、実験ならびに高レベルの量子力学計算に由来する。「全原子」力場は水素を含む系の全ての種類の原子のパラメータを提供するが、「融合原子 (united-atom)」力場は、メチルおよびメチレン基中の水素および炭素原子を単一の相互作用中心として扱う。タンパク質の長時間シミュレーションに頻繁に使用される「粗い (corse-grained)」力場は、計算の効率性を上げるためにより粗い表現を用いる。 化学および計算生物学における「力場」という用語の用法は、物理学における標準的な用法とは異なっている。化学では、ポテンシャルエネルギー関数の系であり、物理学で定義される力場はスカラーポテンシャルの勾配である。
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Nell'ambito della meccanica molecolare, un Force field si riferisce impropriamente sia alla forma funzionale ed al set di parametri utilizzati per esprimere l'energia potenziale di un sistema di particelle (solitamente, ma non necessariamente, atomi). Le funzioni del Force field ed i set di parametri sono derivati sia da dati sperimentali che da calcoli quantomeccanici ab initio di alto livello. Esistono varie tipologie di Force field: gli "all-atom" hanno parametri per ogni atomo costituente il sistema, mentre gli "united-atom" trattano gli atomi di idrogeno e quelli di carbonio appartenenti a gruppi metile e metilene come un singolo centro di interazione. Infine i Force field "Coarse-grained", spesso utilizzati nelle simulazioni per lunghi tempi di proteine, utilizzano rappresentazioni ancora più astratte per poter aumentare l'efficienza computazionale. In chimica e biologia computazionale il significato del termine "Force field" differisce da quello che ha in fisica. Infatti mentre in ambito chimico e biologico rappresenta una funzione potenziale, in fisica è utilizzato per esprimere il gradiente negativo di un potenziale scalare.
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Een krachtveld (Engels: force field of forcefield) is een empirische functie die de krachten in en tussen moleculen beschrijft, zoals deze in de moleculaire mechanica en de moleculaire dynamica wordt gebruikt. Een force field beschouwt de krachten tussen deeltjes op klassieke wijze. De functie bestaat uit een aantal termen met parameters die zijn aan te passen aan experimentele gegevens of aan ab initio kwantumchemische berekeningen. Veelal bevat de functie enerzijds termen die de covalente structuur van een molecuul beschrijven en anderzijds termen voor "non-bonded" (niet-covalente) interacties. Dit zijn interacties van niet door covalente bindingen verbonden atomen. De covalente structuur wordt beschreven in termen van afwijkingen van de evenwichtsgeometrie (bindingslengte l en bindingshoek θ) onder invloed van een (meestal) . Voor de "niet gebonden" interacties wordt onderscheid gemaakt tussen vanderwaalskrachten die veelal worden beschreven met een "6-12" Lennard-Jonespotentiaal en Coulombinteracties (elektrostatische interacties tussen elektrisch geladen deeltjes, soms ook dipolen). In formulevorm ziet de potentiële-energiefunctie van een typisch krachtveld er dan als volgt uit: voor bindingslengtevariaties met als evenwichtsbindingslengte voor bindingshoekvariaties met als evenwichtsbindingshoek voor bindingen zonder vrije draaibaarheid (bijvoorbeeld dubbele bindingen) met als evenwichtstorsiehoek voor "vrij draaibare" bindingen met een periodiciteit (bijvoorbeeld n = 3 in ethaan) met een afstotende en een aantrekkende term waarbij de afstand tussen de atomen is de elektrostatische kracht tussen twee geladen deeltjes en Voor het uitrekenen van de energie van een atomair systeem met een dergelijk krachtveld is heel wat rekenkracht nodig. Het meest rekenintensief zijn de laatste twee termen (de "niet gebonden" interacties). Immers, als het systeem N atomen bevat, dan zijn de sommaties van de eerste vier termen (het covalent gebonden systeem) van de orde N terwijl de sommaties van de laatste twee termen van de orde N2 zijn. Vereenvoudigingen kunnen gemaakt worden, aangezien vanaf een bepaalde afstand van een atoom de "niet gebonden" interacties met andere verafgelegen atomen verwaarloosbaar zijn.
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No âmbito da modelagem molecular, um campo de força (um caso especial de funções de energia ou potenciais interatômicos; não deve ser confundido com Campo de força na física clássica) refere-se à forma funcional e conjuntos de parâmetros usados para calcular a energia potencial de um sistema de átomos ou partículas em grãos grosseiros em simulações de e dinâmica molecular. Os parâmetros das funções de energia podem ser derivados a partir de trabalhos experimentais e cálculos de mecânica quântica. A transmissibilidade é uma das propriedades fundamentais de um campo de força. Campos de força "todos-átomos" proporcionam parâmetros para cada tipo de átomo, em um sistema, incluindo o hidrogênio, enquanto os potenciais interatômicos de "átomo-unido" tratam os átomos de hidrogênio e carbono em cada terminal metil e cada ponte de metileno como um único centro de interação. Potenciais em grãos grosseiros, que são frequentemente utilizados em simulações de longa data de macromoléculas tais como proteínas, ácidos nucleicos, e complexos com múltiplos componentes, proporcionam representações ainda mais brutas para aumento de eficiência computacional.
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Pole siłowe – funkcja oraz zestaw parametrów opisujących energię potencjalną układu atomów lub cząsteczek. Zwykle termin ten pojawia się w kontekście dynamiki molekularnej oraz mechaniki molekularnej, gdzie odgrywa niezbędną rolę jako przybliżenia rzeczywistej funkcji potencjału. Opracowano wiele różnych pól siłowych, niektóre z nich mają szerokie zastosowanie w prowadzeniu symulacji różnych układów molekularnych (np. CHARMM, AMBER), podczas gdy inne zostały zoptymalizowane do prowadzenia wyspecjalizowanych obliczeń (np. ). Funkcje i parametry budujące pola siłowe wywodzą się zarówno z pomiarów eksperymentalnych, jak i zaawansowanych obliczeń kwantowomechanicznych. Pełnoatomowe pola siłowe zapewniają parametry do opisu każdego atomu w analizowanym układzie podczas gdy metody wykorzystujące „atomy zjednoczone” opisują niektóre grupy funkcyjne takie jak metyl oraz metylen w sposób przybliżony, traktując je jako pojedyncze atomy. Natomiast „gruboziarniste” pola siłowe (ang. coarse-grained force fields) stosowane w długich czasowo symulacjach białek i kwasów nukleinowych dążą do jeszcze bardziej uproszczonego opisu cząsteczek, wprowadzając pseudoatomy symulujące zachowanie całych reszt aminokwasowych (białka) bądź zasad azotowych (kwasy nukleinowe). Takie przybliżenia są konieczne z uwagi na znaczny koszt obliczeniowy modelowania tak dużych układów molekularnych. Termin pole siłowe jest inaczej rozumiany w chemii i niż w fizyce. Chemiczne pole siłowe stanowi przybliżenie funkcji obrazującej energię potencjalną cząsteczki podczas gdy w fizyce określenie to jest zarezerwowane do opisu gradientu pola skalarnego.
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Силове поле (хімія) — набір функцій з відповідними параметрами, які описують зміну енергії при відхиленні довжини зв'язку, валентного чи торсійного кута в молекулярних частинках від рівноважних. Молекулярна система розглядається як набір класичних мас, що утримуються разом класичними силами. Використовується в методах молекулярної механіки. У деяких випадках такий набір включає функції, що описують взаємодію між незв'язаними атомами, електростатичну взаємодію, водневі зв'язки та інші структурні ефекти.
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分子力场根据量子力学的波恩-奥本海默近似，一个分子的能量可以近似看作构成分子的各个原子的空间坐标的函数，简单地讲就是分子的能量随分子构型的变化而变化，而描述这种分子能量和分子结构之间关系的就是分子力场函数。分子力场函数为来自实验结果的经验公式，可以讲对分子能量的模拟比较粗糙，但是相比于精确的量子力学从头计算方法，分子力场方法的计算量要小数十倍，而且在适当的范围内，分子力场方法的计算精度与量子化学计算相差无几，因此对大分子复杂体系而言，分子力场方法是一套行之有效的方法。以分子力场为基础的分子力学计算方法在分子动力学、蒙特卡罗方法、分子对接等分子模拟方法中有着广泛的应用。
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