مکانیک مولکولی
حالات تابعی

فرض تابعی زیر که به عنوان یک تابع پتانسیل بینا اتمی یا میدان نیرو در شیمی نامیده می‌شود، انرژی پتانسیل سیستم مولکولی (E) را در یک ساختار معین محاسبه می‌کند که حاصل جمع انرژی عبارات منفرد انرژی است.
\ E=E_{\text{covalent}}+E_{\text{noncovalent}}\,
که در آن اجزای سهم کووالانسی و غیر کووالانسی با تجمیع عبارات منفرد انرژی به شکل زیر آورده شده‌اند:
\ E_{\text{covalent}}=E_{\text{bond}}+E_{\text{angle}}+E_{\text{dihedral}}
\ E_{\text{noncovalent}}=E_{\text{electrostatic}}+E_{\text{van der Waals}}
شکل دقیق تابعی از تابع پتانسیل یا میدان نیرو بستگی به برنامه شبیه‌سازی خاص مورد استفاده دارد. به‌طور کلی بخش‌های پیوند و زاویه به عنوان پتانسیل‌های هارمونیکی حول فاصله تعادلی پیوندی که از محاسبات تجربی ویا تئوری ناشی از ساختار الکترونی با استفاده از نرم‌افزارهای محاسباتی مانند روش‌های ابتدا به ساکن مانند Gaussian به دست می‌آیند مدلسازی می‌شوند. برای بازتولید دقیق طیفهای ارتعاشی، می‌توان از پتانسیل مورس با صرف محاسبات رایانه‌ای استفاده کرد. عبارات زوایای دوسطحی یا پیچشی به‌طور معمول دارای کمینه‌های مختلف هستند و بنابراین نمی‌توانند به عنوان نوسانگر هارمونیک مدل شوند، اگرچه شکل تابعی خاص آنها با پیاده‌سازی متفاوت است. این کلاس از عبارات ممکن است شامل عبارات نامتناسب دوسطحی (دوهامنی) باشد، که بعنوان فاکتورهای تصحیح برای انحراف از سطح عمل می‌کنند (به عنوان مثال می‌توان از آنها برای نگه داشتن مسطح حلقه‌های بنزن، یا اصلاح هندسه و کایرالی بودن اتم‌های چهار ضلعی در نمایش اتم واحد استفاده کرد)
در کل عبارات غیر پیوندی هزینه محاسباتی بالایی دارند زیرا اگرچه برای یک اتم پیوند تنها با تعداد کمی از همسایگانش وجود دارد ولی روی تمام اتم‌های موجود در ملکول برهمکنش دارند. خوشبختانه عبارت ون در والس به سرعت از بین می‌رود. این به‌طور معمول با استفاده از یک پتانسیل ۶−۱۲ لنارد-جونز مدل‌سازی می شود، به این معنی که نیروهای جاذب با نسبت R − 6 و نیروهای دافع با نسبت r − 12 سقوط می‌کنند. در این پتانسیل r فاصله بین دو اتم است. قسمت دافع r − 12 با این حال غیر فیزیکی است، زیرا دافعه بصورت نمایی افزایش می‌یابد. توصیف نیروهای ون در والس توسط پتانسیل لنارد جونز ۶−۱۲ که در فواصل کوتاه نیز یه شکل قابل توجهی نادرست است. به‌طور کلی از شعاع قطع برای سرعت بخشیدن به محاسبه استفاده می‌شود به گونه ای که به جفت اتم‌های با فاصله بیشتر از شعاع قطع، انرژی ون در والس صفر خواهند داشت.
محاسبه عبارات الکترواستاتیک بسیار دشوار است زیرا به سرعت با فاصله از بین نمی‌روند و فعل و انفعالات الکترواستاتیک با برد طولانی اغلب ویژگی‌های مهم سیستم مورد مطالعه هستند (خصوصاً برای پروتئین‌ها). شکل اساسی تابعی، پتانسیل کولوم است که فقط با نسبت r − 1 کاهش می‌یابد. روش‌های مختلفی برای رفع این مشکل استفاده می‌شود که ساده‌ترین آنها شعاع قطع مانند آن چیزی است که برای عبارت ون در والس استفاده می‌شود. با این حال، این یک ناپیوستگی شدید بین اتمهای داخل و اتمهای خارج از شعاع ایجادمی‌کند. تعویض یا مقیاس بندی تابعی که بروز انرژی الکترواستاتیک را مدل می‌کنند، روشهایی دقیق تر هستند که انرژی محاسبه شده را با ضریب تغییر مقادیر کاملاً متفاوت از ۰ تا ۱ در شعاع قطع خارجی و داخلی ضرب می‌کنند. سایر روشهای پیچیده‌تر با محاسباتی سنگین‌تر مبتنی بر مش ذرات اوالد (PME) و الگوریتم چند قطبیهستند.
علاوه بر شکل تابعی هر عبارت انرژی، باید یک تابع انرژی مفید برای ثابت نیروها، ضرایب وان در والس و سایر عبارات ثابت اختصاص دهد. این عبارات، همراه با پیوندِ زاویه و مقادیر دوسطحی تعادلی، مقادیر بار جزئی، جرمها و شعاع‌های اتمی و تعاریف تابع انرژی، در مجموع به عنوان یک میدان نیرو خوانده می‌شوند. پارامتر کردن معمولاً از طریق توافق با مقادیر تجربی و نتایج محاسبات نظری انجام می‌شود. میدان نیرو آلینگرز در آخرین نسخه MM4 برای گرمای تشکبل هیدروکربنها با خطای RMS معادل ۰٫۳۵ کیلو کالری در مول محاسبه می‌شود. طیفهای ارتعاشی با خطای RMS معادل ۲۴ cm-1، قیود چرخشی با خطای RMS معادل۲٫۲٪، طول پیوند C-C با ۰٫۰۰۰۴ درجه و زاویه C-C-C با۱ درجه خطا محسابه می‌شود. نسخه‌های بعدی MM4 ترکیبات دارای ناهمگن مانند آمین‌های آلیفاتیک را نیز پوشش می‌دهد
هر میدان نیرو با ثوابت داخلی سازگار پارمتربندی می‌شود، اما معمولاً پارامترها از یک میدان نیرو به دیگری قابل انتقال نیستند.