多组态自洽场方法和组态态函数

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多组态自洽场方法和组态态函数之间的区别

多组态自洽场方法 vs. 组态态函数

多组态自洽场方法（Multi-configurational self-consistent field, MCSCF）是量子化学中的一种计算方法，主要用于在哈特里－福克方法和密度泛函理论不足以给出良好的参考态函数的时候（例如，在键断裂过程中，或者分子基态与低激发态能量近简并的情形）产生定量正确的参考态函数。它用一组组态态函数的线性组合来近似真实的电子波函数。在 MCSCF 方法中，既改变组态态函数前的线性组合系数，也改变每一个组态态函数里面的基函数前的线性组合系数，同时改变两者以使能量达到最小值，就得到变分的电子波函数。这个方法可以视作组态相互作用方法和哈特里－福克方法的组合。 MCSCF 波函数经常用作多参考组态相互作用或多参考态微扰理论（如完全活性空间微扰理论）计算的参考态，这些方法可以处理一些很极端的情形，并且，抛开计算资源的限制不谈，这些方法能够在其它方法失效的情况下得到可靠的分子基态与激发态波函数。 2 molecule, molecular orbitals can always be written in terms of two functions χiA and χiB (which are atomic orbitals with small corrections) located at the two nuclei, where Ni is a normalization constant. 组态态函数（configuration state function，CSF）在量子化学中用于指称一组斯莱特行列式的具有确定对称性的线性组合（也可以是单个具有确定对称性的斯莱特行列式）。组态态函数不应与电子组态的概念相混淆。.

组态相互作用方法

组态相互作用方法 (CI) 是一种后Hartree-Fock方法，求解的是多电子体系在波恩-奥本海默近似下的非相对论薛定谔方程。“构型相关”有两层含义：“构型" 从数学角度简洁的表述了它是描述波函的斯雷特行列式的线性耦合。根据轨道占据的规则 (例如, (1s)2(2s)2(2p)1...)，“相关”的意思是不同电子构型（态）之间的混合（相互作用）。由于CI计算的CPU计算时间很长以及需要巨大的硬件资源，所以这个方法只能用于相对较小的体系。 与Hartree-Fock方法相比，为了计入电子相关作用，CI方法使用了由组态态函数（CSF）线性耦合得到的变分波函数，而这些组态态函数是由自旋轨道（用上标SO表示）构建的。 在这里， Ψ通常是指体系的电子基态。如果展开项包括了合适对称性的所有可能的 CSF, 则就是完全组态相互作用，它可以准确的求解由单粒子基组限定的空间内的电子薛定谔方程。上述展开项中的第一个就是Hartree-Fock行列式.

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量子化学

量子化学是应用量子力学的规律和方法来研究化学问题的一门学科。将量子理论应用于原子体系还是分子体系是区分量子物理学与量子化学的标准之一。目前认为最早的量子化学计算是1927年布劳（Ø.Burrau）对离子以及同年瓦尔特·海特勒和弗里茨·伦敦对H2分子的计算，开创量子化学这一個交叉学科。经过近八十年发展之后，量子化学已经成为化学家们广泛应用的一种理论方法。.

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