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多組态自洽場理論英文解釋翻譯、多組态自洽場理論的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

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

分詞翻譯:

多的英語翻譯:

excessive; many; more; much; multi-
【計】 multi
【醫】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-

組态的英語翻譯:

configuration
【化】 configuration

自洽場的英語翻譯:

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

理論的英語翻譯:

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

專業解析

多組态自洽場理論(Multi-Configuration Self-Consistent Field, MCSCF)是量子化學中用于精确描述分子電子結構的重要計算方法。其核心思想是通過引入多個電子組态波函數的線性組合,彌補單組态近似在電子相關效應描述上的不足。該理論包含以下核心要素:

  1. 自洽場(SCF)框架

    基于Hartree-Fock方法的疊代優化思想,通過反複調整單電子波函數(分子軌道)和總能量,直至能量達到極小值。數學表達式為: $$ hat{F}psi_i = epsilon_ipsi_i $$ 其中Fock算符$hat{F}$包含電子動能、核吸引及電子間排斥項。

  2. 多組态波函數構建

    采用組态相互作用(Configuration Interaction, CI)展開式: $$ Psi = sum_{K} C_K Phi_K $$ 式中$Phi_K$代表不同電子激發态的Slater行列式組合,例如同時包含基态、單激發态和雙激發态組态。

  3. 雙重變分優化

    同時優化分子軌道系數${c_mu}$和組态展開系數${C_K}$,需求解耦合的Hartree-Fock方程和CI方程。這一過程顯著提升了動态電子相關效應的計算精度。

該理論在光化學反應路徑模拟、過渡金屬配合物光譜分析等領域具有不可替代性。例如,Jensen在《計算化學導論》中指出,MCSCF對開殼層體系激發态能量的預測誤差可控制在0.3 eV以内。

參考文獻

  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.

網絡擴展解釋

多組态自洽場理論(Multiconfiguration Self-Consistent Field Theory, MCSCF)是量子化學中用于精确描述電子結構的一種方法,尤其在處理電子相關效應時具有重要作用。以下是其核心要點:

  1. 基本定義
    MCSCF結合了多個電子組态(即不同的電子排布方式),通過自洽疊代優化波函數和勢場,使計算結果與假設的場達到自洽。相較于單組态方法(如Hartree-Fock),它能更準确地描述多電子體系的複雜行為。

  2. 理論基礎

    • 平均場近似:将多體問題簡化為單體問題,用“平均場”代替其他粒子的作用。
    • 自洽性:通過疊代調整勢場,使最終解滿足方程,避免初始假設的偏差。
  3. 數學方法

    • 采用變分法求解自由能泛函的極值(鞍點近似),并結合Lagrange乘子法處理約束條件(如不可壓縮性)。
    • 自洽場方程組通過疊代求解,涉及分子軌道系數和電子密度的更新。
  4. 應用與優勢

    • 主要用于高分子相分離、化學反應過渡态等複雜體系。
    • 通過多組态疊加,顯著提升對電子相關效應的描述能力,彌補單組态方法的不足。
  5. 與單組态方法的區别
    Hartree-Fock等單組态方法僅考慮單一電子組态,而MCSCF引入多個組态的線性組合,更適用于強關聯體系(如激發态、開殼層分子)。

如需進一步了解數學推導或具體應用案例,可參考上述來源中的課件與文獻。

分類

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