
【化】 multicentric integral
excessive; many; more; much; multi-
【計】 multi
【醫】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
centrality; centre; centricity; core; heart; hub; kernel
【醫】 center; centra; centre; centro-; centrum; core
integral
【計】 integral
【化】 integral
【醫】 integration
多中心積分(Multicenter Integral)是量子化學和計算物理學中的核心數學工具,主要用于描述電子在多個原子核周圍分布時的相互作用。其定義為在三維空間中對多個中心點(通常為原子核位置)相關的函數進行積分運算,例如計算分子軌道或電子排斥能時涉及的複雜積分表達式。
從數學形式看,多中心積分可表示為: $$ int chi_i(mathbf{r}-mathbf{R}_A) chi_j(mathbf{r}-mathbf{R}_B) frac{1}{|mathbf{r}-mathbf{r}'|} chi_k(mathbf{r}'-mathbf{R}_C) chi_l(mathbf{r}'-mathbf{R}_D) dmathbf{r}dmathbf{r}' $$ 其中$chi$為原子軌道基函數,$mathbf{R}_A,mathbf{R}_B,mathbf{R}_C,mathbf{R}_D$代表不同原子核坐标。該式常見于處理雙電子排斥積分(Electron Repulsion Integral)的場景。
實際應用中存在兩大難點:
在量子化學軟件包如Gaussian和ORCA中,該積分的計算效率直接影響分子模拟的整體性能。近年研究通過GPU并行計算和密度拟合技術,将多中心積分的計算速度提升了2-3個數量級(《物理化學快報》2023年技術報告)。
“多中心積分”是量子化學和計算化學中的專業術語,主要用于描述涉及多個原子中心的積分計算。以下是詳細解釋:
基本定義
多中心積分指在分子體系中,對多個原子核周圍電子分布或相互作用進行數學積分的過程。其英文翻譯存在兩種常見形式:
應用場景
主要用于:
數學特點
涉及三維空間積分,通常包含多個原子核坐标變量,例如:
$$ int phi_A(mathbf{r}) cdot phi_B(mathbf{r}) cdot frac{1}{|mathbf{r}-mathbf{R}|} dmathbf{r} $$
其中$phi_A,phi_B$為不同原子軌道,$mathbf{R}$為原子核位置。
計算挑戰
由于積分維度隨原子中心數量指數增長,實際計算中需采用:
注:具體公式推導和算法實現需參考《量子化學》或《計算化學方法》專業書籍。如需更詳細的技術文檔,可查閱和提到的詞典類資源。
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