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多组态自洽场理论英文解释翻译、多组态自洽场理论的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 MC-SCF; multiconfiguration self-consistent field theory

分词翻译:

多的英语翻译:

excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-

组态的英语翻译:

configuration
【化】 configuration

自洽场的英语翻译:

【化】 self-consistent field; self-consistent field(SCF)

理论的英语翻译:

frame of reference; theoretics; theorization; theory
【化】 Rice-Ramsperger-Kassel theoryRRK; theory
【医】 rationale; theory

专业解析

多组态自洽场理论(Multi-Configuration Self-Consistent Field, MCSCF)是量子化学中用于精确描述分子电子结构的重要计算方法。其核心思想是通过引入多个电子组态波函数的线性组合,弥补单组态近似在电子相关效应描述上的不足。该理论包含以下核心要素:

  1. 自洽场(SCF)框架

    基于Hartree-Fock方法的迭代优化思想,通过反复调整单电子波函数(分子轨道)和总能量,直至能量达到极小值。数学表达式为: $$ hat{F}psi_i = epsilon_ipsi_i $$ 其中Fock算符$hat{F}$包含电子动能、核吸引及电子间排斥项。

  2. 多组态波函数构建

    采用组态相互作用(Configuration Interaction, CI)展开式: $$ Psi = sum_{K} C_K Phi_K $$ 式中$Phi_K$代表不同电子激发态的Slater行列式组合,例如同时包含基态、单激发态和双激发态组态。

  3. 双重变分优化

    同时优化分子轨道系数${c_mu}$和组态展开系数${C_K}$,需求解耦合的Hartree-Fock方程和CI方程。这一过程显著提升了动态电子相关效应的计算精度。

该理论在光化学反应路径模拟、过渡金属配合物光谱分析等领域具有不可替代性。例如,Jensen在《计算化学导论》中指出,MCSCF对开壳层体系激发态能量的预测误差可控制在0.3 eV以内。

参考文献

  1. Szabo, A., & Ostlund, N. S. (2012). Modern Quantum Chemistry. Dover Publications.
  2. Jensen, F. (2017). Introduction to Computational Chemistry. Wiley.
  3. Helgaker, T., et al. (2014). Molecular Electronic-Structure Theory. Wiley.

网络扩展解释

多组态自洽场理论(Multiconfiguration Self-Consistent Field Theory, MCSCF)是量子化学中用于精确描述电子结构的一种方法,尤其在处理电子相关效应时具有重要作用。以下是其核心要点:

  1. 基本定义
    MCSCF结合了多个电子组态(即不同的电子排布方式),通过自洽迭代优化波函数和势场,使计算结果与假设的场达到自洽。相较于单组态方法(如Hartree-Fock),它能更准确地描述多电子体系的复杂行为。

  2. 理论基础

    • 平均场近似:将多体问题简化为单体问题,用“平均场”代替其他粒子的作用。
    • 自洽性:通过迭代调整势场,使最终解满足方程,避免初始假设的偏差。
  3. 数学方法

    • 采用变分法求解自由能泛函的极值(鞍点近似),并结合Lagrange乘子法处理约束条件(如不可压缩性)。
    • 自洽场方程组通过迭代求解,涉及分子轨道系数和电子密度的更新。
  4. 应用与优势

    • 主要用于高分子相分离、化学反应过渡态等复杂体系。
    • 通过多组态叠加,显著提升对电子相关效应的描述能力,弥补单组态方法的不足。
  5. 与单组态方法的区别
    Hartree-Fock等单组态方法仅考虑单一电子组态,而MCSCF引入多个组态的线性组合,更适用于强关联体系(如激发态、开壳层分子)。

如需进一步了解数学推导或具体应用案例,可参考上述来源中的课件与文献。

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