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hxy366

金虫 (小有名气)

[交流] 【求助】单电子近似与原子轨道线性组合(LCAO)有什么矛盾之处吗?

单电子近似中假定粒子(原子或分子)体系的波函数ψ是各个单电子波函数ψi的乘积,而LCAO却假定波函数ψ是原子轨道的线性组合,这两者是矛盾的吗?如果是,那怎么理解它们之间的矛盾呢?谢谢各位指点啊

[ Last edited by hxy366 on 2009-2-20 at 13:56 ]
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quantumor

金虫 (著名写手)

快乐兔子

★ ★ ★
gwdavid(金币+3,VIP+0):谢谢! 2-21 21:46
楼主的提问应该有代表意义,是学量化的人都可能遇到的困惑。说一点个人理解:
1、按MO理论,分子的总波函数近似为分子中各单电子波函数(自旋轨道,即MO)的乘积,但为求解得到各单电子的波函数,就需另做一些近似,其中之一便是LCAO。注意,这里的AO实际上是原子体系中的单电子波函数。
2、单电子近似实际上也用于求解原子体系的S-方程,即原子的总波函数近似为原子中各单电子波函数(AO)的乘积。
以上解释若有错误,敬请指正,谢谢!希望共同进步
愿好运与快乐伴随你!
7楼2009-02-21 12:35:49
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erylingjet

铁杆木虫 (著名写手)

应该是从不同的角度考虑的吧?
2楼2009-02-20 15:42:06
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人

★ ★ ★ ★ ★
jghe(金币+3,VIP+0):感谢你参与讨论! 2-20 20:14
gwdavid(金币+2,VIP+0):感谢你详细的解答 2-21 21:46
没有矛盾,两个概念是不同的。
单电子近似(或者更为广义的平均场近似)在固体理论和量子化学中被广泛应用。我们知道,直接处理多体相互作用体系是不可能的,因此需要各种近似。粗糙的说,单电子近似是把其他粒子(包括离子和其他电子)对“所研究”电子的作用用一个势场代替(例如固体中是晶格的周期势,分子中是具有分子骨架对称性的势场,原子中是中心势场,等等),然后把这个近似的势场带入薛定谔方程求解。可以解出体系的本征值和本征矢(具体的说,例如对固体是布洛赫波和能带,对分子是分子轨道和分子能级,等等)。
但是,即使是采用了单电子近似,求解单电子的波函数和本征值仍然是不容易的。这个时候一般的做法,是找一组完备(或近完备)的基组对体系的波函数展开(这一点其实就是应用了量子力学的态叠加原理。)。比如,对于布洛赫波,我们可以采取平面波,正交平面波,缀加平面波等等。而对于分子,一般我们就采用原子轨道对分子进行展开,这就是所谓的LCAO方法(当然,这个方法也可以在固体中应用)。
3楼2009-02-20 19:50:12
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hxy366

金虫 (小有名气)

★ ★ ★
yuhuobuku(金币+3):欢迎参加讨论
引用回帖:
Originally posted by yzcluster at 2009-2-20 19:50:
没有矛盾,两个概念是不同的。
单电子近似(或者更为广义的平均场近似)在固体理论和量子化学中被广泛应用。我们知道,直接处理多体相互作用体系是不可能的,因此需要各种近似。粗糙的说,单电子近似是把其他粒子 ...

谢谢yzcluster的解释,但我还有疑问:你的意思是说LCAO是在求解单电子的波函数和本征值时的一种数学方法吗?我看到一些书上是说LCAO是把整个波函数对原子轨道集线性展开,而不是把单电子波函数对原子轨道展开,是我理解错了吗?
1458238025==
4楼2009-02-20 22:22:05
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