W1,W2, ... , Wi, ..., nE1,E2,..., Ei,..., En必有一个最小的<E>最接近体系的基态能量E。,相应的波函数:就是最接近体系的近似波函数。这就给我们提供了一个寻找体系基态波函数和能量的近似方法
ψ1 ,ψ2 , . , ψi , . , ψn E1 , E2 , . , Ei , . , En 必有一个最小的 <Ei> 最接近体系的基态能 量 E0 , 相应的波函数ψi 就是最接近体系的 近似波函数。 这就给我们提供了一个寻找体系基态 波函数和能量的近似方法
但在实际工作中,我们不是把函数一个个的代入计算,而是选择某一类型的函数称为变分函数,使它包含若干参数C1,C2.,即(Cu,C2,..)一 变分函数将它代入(1)式求得的能量E也是这些参数的函数,即 E(c,C2....),将 E(C,C2...)对参数C1,C2..求偏导数,利用E为极值时的条件,即aElac,=0, aElac,=0, ...求得E为极小值时的这些参数值c,c2..,再将求得的参数代入变分函数和能量表达式,得
但在实际工作中,我们不是把函数一个个的 代入计算,而是选择某一类型的函数称为 变分函 数,使它包含若干参数 c1 ,c2 ,. ,即 ψ(c1 ,c2 ,.) - 变分函数 将它代入(1)式求得的能量 E 也是这些参数的 函数,即 E(c1 ,c2 ,.),将 E(c1 ,c2 ,.)对参数 c1 ,c2 ,.求偏导数,利用 E 为极值时的条件,即 ∂E/∂c1=0 , ∂E/∂c2=0 , . 求得 E 为极小值时的这些参数值 c1 0 ,c2 0 ,.,再将 求得的参数代入变分函数和能量表达式,得
一体系近似基态波函数中(c,",c2°,...)E(c,°,c2°,...)一 体系近似基态能量。这种利用参数函数求近似解的方法称为变分法。常用的变分法是线性变分法,变分函数称为线性变分函数,它是已知函数的线性组合,即, = C,W,+ C2W2+...+Cnn变分函数原则上可任意选择,参数选得越多得到的结果越好,但计算也越繁琐,所以通常是根据体系的物理状态选择适当的变分函数
ψ(c1 0 ,c2 0 ,.) - 体系近似基态波函数, E(c1 0 ,c2 0 ,.) - 体系近似基态能量。 这种利用参数函数求近似解的方法称为变分法。 常用的变分法是 线性变分法,变分函数称为 线性变分函数,它是已知函数的线性组合,即, ψ = c1ψ1+ c2ψ2+ .+cnψn 变分函数原则上可任意选择,参数选得越多 得到的结果越好,但计算也越繁琐,所以通常是 根据体系的物理状态选择适当的变分函数
下面以H,+为例进行讨论:H,+中:两个原子核分离时如果电子只属于A核是以A核表示的H原子,基态波函数为a = (1/rr1/2)e-ra如果电子只属于B核,是以B核表示的H原子,基态波函数为b = (1/π1/2)e-rb实际上电子既非只属于A核又非只属于B核而是两核共同所有,我们选择的线性变分函数是两个H原子轨道的线性组合,即
下面以 H2 + 为例进行讨论: H2 + 中:两个原子核分离时如果电子只属于A 核, 是以 A 核表示的H原子,基态波函数为 ψa = (1/π1/2)e-ra 如果电子只属于 B 核,是以 B 核表示的H 原子,基态波函数为 ψb = (1/π1/2)e-rb 实际上电子既非只属于A核又非只属于B核, 而是两核共同所有,我们选择的线性变分函数是 两个H原子轨道的线性组合,即
=Caa+CpYb因为,和b是原子轨道,变分函数称为原子轨道的线性组合,这种方法亦称为原子轨道线性组合成分子轨道法LCAO-MO法将变分函数=Caa十Cpp代入(1)式得<E> =J*HydT/J*ydT
ψ=caψa +cbψb 因为ψa 和ψb 是原子轨道,变分函数ψ称为 原子轨道的线性组合,这种方法亦称为 原子轨道线性组合成分子轨道法 LCAO-MO法 将变分函数 ψ=caψa +cbψb 代入(1)式 <E> = ∫ψ*Ĥψdτ/∫ψ*ψdτ 得