
【化】 Hartree-Fork limit
ah
especially; special; spy; unusual; very
【化】 tex
inner; liner; lining; neighbourhood
【法】 knot; sea mile
blessing; good fortune
gram; gramme; overcome; restrain
【醫】 G.; Gm.; gram; gramme
limit; terminal; the maximum; utmost
【化】 limit(ing) point
Hartree-Fock極限(哈特裡-福克極限)是量子化學中一個關鍵概念,指在Hartree-Fock方法框架下,當基組趨于無限完備時計算結果達到的理論精度上限。該極限反映了該方法在完全忽略電子相關作用的前提下,對多電子體系波函數的最佳近似能力。其數學表達可簡化為: $$ E{text{HF}} = min{Psi to text{Slater}} langle Psi | hat{H} | Psi rangle $$ 式中$hat{H}$為哈密頓算符,Slater行列式表征單電子軌道乘積形式。
該理論由英國物理學家Douglas Hartree與蘇聯學者Vladimir Fock在1927-1930年間分别提出,主要應用于:
根據《量子化學原理》(Szabo & Ostlund, 1996)的闡釋,Hartree-Fock極限值通常比真實能量高約1%,這種系統偏差源自其對動态電子相關效應的忽略。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其定義為"自洽場計算中基組擴展收斂的漸近值"。
實際應用中,研究者通過aug-cc-pVnZ等系列基組的系統擴展來逼近該極限。美國化學會《物理化學雜志》的多篇研究指出,在中等尺度分子體系中,采用五重zeta基組(5Z)可使計算結果收斂至極限值的0.1%以内。
哈特裡-福克極限(Hartree-Fock limit)是量子化學中的一個概念,指通過哈特裡-福克方法(Hartree-Fock method)計算多電子體系時能達到的理論極限值。以下是綜合相關信息的解釋:
哈特裡-福克極限表示在忽略電子相關效應(electron correlation)的前提下,通過自洽場疊代(SCF)方法計算得到的體系最低能量值。它是哈特裡-福克方程(HF方程)的理論最優解,但受限于方法本身的近似假設,與真實能量仍存在差距。
正則哈特裡-福克方程的形式為: $$ hat{F} phi_k(mathbf{r}) = varepsilon_k phi_k(mathbf{r}) $$ 其中$hat{F}$為福克算符,$phi_k$為分子軌道,$varepsilon_k$為軌道能。能量極限通過疊代求解該方程實現。
哈特裡-福克極限是量子化學中衡量HF方法精度的關鍵指标,盡管存在理論缺陷,但仍是現代電子結構計算的基礎。如需更完整信息,可參考量子化學教材或專業文獻。
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