
【化】 multicentric integral
excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
centrality; centre; centricity; core; heart; hub; kernel
【医】 center; centra; centre; centro-; centrum; core
integral
【计】 integral
【化】 integral
【医】 integration
多中心积分(Multicenter Integral)是量子化学和计算物理学中的核心数学工具,主要用于描述电子在多个原子核周围分布时的相互作用。其定义为在三维空间中对多个中心点(通常为原子核位置)相关的函数进行积分运算,例如计算分子轨道或电子排斥能时涉及的复杂积分表达式。
从数学形式看,多中心积分可表示为: $$ int chi_i(mathbf{r}-mathbf{R}_A) chi_j(mathbf{r}-mathbf{R}_B) frac{1}{|mathbf{r}-mathbf{r}'|} chi_k(mathbf{r}'-mathbf{R}_C) chi_l(mathbf{r}'-mathbf{R}_D) dmathbf{r}dmathbf{r}' $$ 其中$chi$为原子轨道基函数,$mathbf{R}_A,mathbf{R}_B,mathbf{R}_C,mathbf{R}_D$代表不同原子核坐标。该式常见于处理双电子排斥积分(Electron Repulsion Integral)的场景。
实际应用中存在两大难点:
在量子化学软件包如Gaussian和ORCA中,该积分的计算效率直接影响分子模拟的整体性能。近年研究通过GPU并行计算和密度拟合技术,将多中心积分的计算速度提升了2-3个数量级(《物理化学快报》2023年技术报告)。
“多中心积分”是量子化学和计算化学中的专业术语,主要用于描述涉及多个原子中心的积分计算。以下是详细解释:
基本定义
多中心积分指在分子体系中,对多个原子核周围电子分布或相互作用进行数学积分的过程。其英文翻译存在两种常见形式:
应用场景
主要用于:
数学特点
涉及三维空间积分,通常包含多个原子核坐标变量,例如:
$$ int phi_A(mathbf{r}) cdot phi_B(mathbf{r}) cdot frac{1}{|mathbf{r}-mathbf{R}|} dmathbf{r} $$
其中$phi_A,phi_B$为不同原子轨道,$mathbf{R}$为原子核位置。
计算挑战
由于积分维度随原子中心数量指数增长,实际计算中需采用:
注:具体公式推导和算法实现需参考《量子化学》或《计算化学方法》专业书籍。如需更详细的技术文档,可查阅和提到的词典类资源。
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