出版社：北京理工大学出版社，北京航空航天大学出版社，哈尔滨工程大学出版社，哈尔滨工业大学出版社，西北工业大学出版社

《计算化学》：国防特色教材·化学工程与技术

第0章 绪论
0.1 什幺是计算化学
0.2 计算机在化学中的套用
0.2.1 按化学体系分类
0.2.2 按计算机套用方法分类
0.3 计算化学的普及
0.4 计算化学未来的发展
0.5 结语

第1章 数理统计基础
1.1 误差
1.1.1 误差的定义
1.1.2 误差的来源
1.1.3 误差的类型
1.1.4 精密度和準确度
1.1.5 偶然误差的传递
1.1.6 系统误差的传递
1.2 基础统计学概念
1.3 区间估计
1.3.1 允许区间
1.3.2 总体均值的置信区间估计
1.4 结果的表示
1.4.1 有效数字的定义
1.4.2 有效数字与不确定度的关係
1.5 置信区间的其他套用
1.6 显着性检验
1.6.1 显着性水平
1.6.2 x2检验
1.6.3 t检验
1.6.4 F检验
1.7 坏值的剔除

第2章 一元回归分析
2.1 一元线性回归
2.1.1 一元线性回归方程的求法
2.1.2 相关係数和显着性检验
2.1.3 一元线性回归的方差分析
2.1.4 斜率b和截距a的区间估计及斜率b的显着性检验
2.1.5 x值和检测限的计算
2.1.6 标準加入法
2.1.7 藉助回归线进行分析方法的比较
2.1.8 权重回归分析
2.2 一元非线性回归

第3章 多元校正分析基础
3.1 多元线性回归
3.1.1 多元线性回归的原理
3.1.2 多元线性回归模型的效果分析
3.1.3 多元线性回归的套用
3.2 经典最小二乘法
3.3 反推最小二乘法

第4章 主成分分析与多元校正
4.1 主成分分析
4.1.1 主成分分析的基本概念
4.1.2 主成分的计算原理
4.1.3 主成分的性质
4.1.4 主成分的计算方法
4.1.5 主成分数的判别
4.2 主成分回归
4.3 偏最小二乘回归法
4.4 目标因子分析
4.4.1 因子分析基本概念
4.4.2 投影矩阵
4.4.3 用投影矩阵进行目标因子分析
4.5 秩消因子分析
4.5.1 双线性数据矩阵
4.5.2 秩消因子分析的原理和步骤
4.5.3 广义秩消因子分析法
4.5.4 残差双线性分解因子分析法

第5章 模式识别方法
5.1 数据的表示及预处理
5.2 特徵的提取和压缩
5.2.1 特徵的提取
5.2.2 特徵的压缩
5.3 相似係数和距离
5.4 模式识别方法
5.4.1 有管理的模式识别方法
5.4.2 无管理的模式识别方法
5.5 显示方法
5.5.1 线性映射
5.5.2 非线性投影

第6章 人工神经网路在化学中的套用
6.1 人工神经网路
6.1.1 人工神经网路的结构和功能
6.1.2 人工神经网路的学习方法
6.1.3 人工神经网路中的归一化问题
6.1.4 BP人工神经网路
6.2 人工神经网路信息流分析技术研究
6.2.1 ANN模型输入节点的筛选
6.2.2 人工神经网路的组织与运行
6.3 人工神经网路的套用
6.3.1 蛋白质的二级结构预测
6.3.2 谱图分析
6.3.3 定量构效关係
6.3.4 模式识别
6.3.5 化学反应产物及产率的预测

第7章 构效关係研究和分子拓扑指数
7.1 图论的基本概念
7.2 化学结构和图论
7.2.1 化学图
7.2.2 分子的矩阵表示
7.3 化学结构的二维连线表
7.4 主要的拓扑指数及其套用
7.4.1 距离矩阵指数
7.4.2 邻接矩阵指数
7.4.3 量子拓扑指数aN及广义aN指数

第8章 分子模拟
8.1 分子模拟基本方法
8.1.1 量子力学
8.1.2 分子力学
8.1.3 QM/MM法
8.1.4 分子动力学
8.1.5 分子蒙特卡洛法
8.2 分子模拟软体简介
8.2.1 Chemoffice简介
8.2.2 HyperChem简介
8.2.3 Gaussian简介

第9章 实验设计与最佳化
9.1 化学实验设计基础
9.1.1 试验指标
9.1.2 因素和水平
9.1.3 同时试验和序贯试验
9.1.4 试验最最佳化和解析最最佳化
9.1.5 有效实验存在的条件
9.1.6 实验设计的基本原理
……
第10章 MATLAB在化学中的套用
附录
参考文献

插图：



仪器自动化发展迅速，内容包括数据採集（将仪器测得的模拟量通过模数转换电路转换为数字，以便计算机处理）、数据处理（自动记录、换算、校正、平滑）、自动控制（用程式控制进样、加压、升温、调节等操作）以及萤幕指导（操作人员不用带纸笔和操作规程，一切工作都由萤幕提示，人机对话，操作过程和结果都由机器列印记录）等。
仪器智慧型化是一个新的课题，是仪器自动化并配备专家系统的产物，其低级阶段是配备小型资料库，能选择实验条件，存贮、调用谱图等；其高级阶段是用专家系统指导人们工作，检查仪器，对操作人员辅导、答疑等。
2.计算机在有机化学中的套用（简称计算有机）
（1）谱图检索
物质的不同结构引起谱图上的不同特徵。因此，谱图的检索就成为有机分析的重要手段，常用的有红外、核磁、质谱等谱图。例如，由实验测出未知物的红外谱图，把它和标準谱图对照，参照质谱数据求得相对分子质量，就可求得未知物的组成和结构。但是，标準谱图数量太大，如果有18万张标準谱图，每2 s翻阅1张，一个人要半个月才能翻完一遍，还谈不上思考和比较。若将谱图信息数位化，用计算机进行检索，就可以迅速指出实测谱图与哪一张标準谱图相同，或与哪几张标準谱图相似程度最大，这将为分析者提供解决问题的线索。
（2）差谱技术
实测谱图的可靠性通常存在一些问题，如溶剂、基体的影响，共存物质的干扰等。一般试样本身就是未知物，欲将它提纯为纯化合物测谱是困难的，这就产生了差谱技术，即用差减的方法产生相应于纯化合物的谱图。
传统的差谱是用光学方法，如利用参比溶液、双光束补偿等方法，对于识别未知浓度的干扰物质有困难。利用计算机执行差谱程式，可将干扰物质的标準谱图通过换算，与试样的谱图进行差减，达到扣除基体、数据平滑、多组分逐级差谱等效果，为有机物的成分、结构分析提供新的手段。
（3）结构解析
结构解析方法是利用已有的光谱、波谱数据，由人工归纳出结构单元与谱图性质关係的“知识规则”，存入计算机，作为逻辑判断的标準。试样数据输入时，计算机推理判断，指出试样结构的若干种可能方案。这种方法模拟了化学专家的智慧型，属于“化学专家系统”的研究。
结构解析的目标是结构自动分析，将未知物在红外光谱仪、核磁共振谱仪等几台仪器上同时测谱，所得数据在线上送人计算机进行实时处理。在萤幕上显示出平面或立体结构图形，不过这种工作仅在小範围内实现，要处理天然有机化合物等複杂问题为时尚早。

计算化学是化学、计算方法、统计学和程式设计等多学科知识融合的一门综合性新课程。它运用数学、统计学与电脑程式设计的方法，进行化学、化工的理论计算，试验设计，数据与信息处理、分类、分析和预测。
现代的化学研究中，计算机已经成为不可缺少的有力工具。学习使用计算机解决化学领域中遇到的各种数值计算，已成为化学中不可或缺的一部分。计算化学的研究领域非常丰富，本书主要内容包括数理统计分析、一元回归分析、多元校正回归基础、主成分分析与多元校正、模式识别方法、神经网路在化学中的套用、构效关係研究和分子拓扑指数、分子模拟、实验设计与最佳化、MATLAB在化学中的套用等。
本书可用作化学类、化学工程与工艺、製药工程、高分子材料、环境科学与工程等专业本科生和研究生教材，也可作为对计算化学有兴趣的化学、化工等专业技术人员和青年教师的参考书。
本书由聂长明、廖力夫任主编。参加本书编写工作的有林英武、彭国文、戴益民、武亚新、姜赛红、文松年、肖方竹、徐印堂、陈炫。在本书编写过程中，我们努力按照国防特色教材的要求进行编写、统稿和定稿。我们感谢国防科工局“十一五”规划教材基金对本书的资助，并感谢南华大学领导和北京理工大学出版社在成书过程中给予的大力支持和积极帮助。同时编写此书参考了不少书籍和期刊，本书的出版同这些图书以及有关论文的作者的辛勤工作是分不开的，在此一併表示衷心的感谢。由于篇幅有限，因此本书仅将主要的书籍和期刊列入参考文献中。
由于编者水平有限和编写时间仓促，书中难免存在错误和疏漏，甚至谬误之处，敬请各位同仁和读者不吝赐教和指正。