非键相互作用

分子力学有时候被更实际地称为经验力场。非键相互作用是体系总能量当中若干独立的能量项中的一项，是分子力场最重要的一部分。

非键相互作用势能公式非键相互作用的大小可以用其势能函数表示，非键相互作用的势能函数通常来说是任何一个分子力场最重要的一部分。传统的Lennard-Jones势能函数如右图所示，式中的ε和r*两个参数取决于两种相互作用的原子类型，r是指两个原子之间的距离。

当r=r*时，E_nb=0。当r>r*时，E_nb首先减为负值，也就说存在非键相互作用吸引，，而不是排斥（参见图2.24）。这种细小的特征非常重要。参数r*是截断值，r<r*时，非键相互作用变为排斥。

非键相互作用举例ε是定义非键相互作用硬度的参数。一个大的ε意味着当r<r*时，能量急剧升高，这种相互作用称为“硬的”；一个小的ε意味着不那么急剧的能量升高和一个“软的”相互作用。这种区别在于图2.24中显示出来了。表2.17中列出了一个特定力场中非键相互作用的参数。正如我们所预期的那样，r*按照H---H<H---C<C---C的顺序增加。为什么这个力场中C---C相互作用比H---H相互作用要硬的多呢，但H---C相互作用却是最软的呢？很明显，这种特定的组合更好地符合实验事实。这再一次说明了分子力学中的参数仅仅是参数，它们不会反应任何实验事实。