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方法② — 自洽场方法(SCF):
设原子的电子波函数为各个电子的波函数的乘积:
;
电子i与所有其它电子j 的相互作用即为:
所以单电子哈密顿为:
先假设一组单电子波函数{
再求解Schr?dinger方程计算。该迭代过程进行到10. 斯莱特行列式
},如类氢离子轨道,利用(8.5.18)求出电子排斥能函数Vi ,
},将它作为输入进行下一轮
,得到一组新的单电子波函数{
时,迭代结束。此时,称电子排斥能函数Vi 为自洽的。
式 不满足费米子对波函数的反对称性的要求,斯莱特提出构造反对称
},则反对
波函数的一般方法。对N个电子的系统,若归一化的空间-自旋轨道组为{称波函数表示为:
11. 玻恩-奥本海默近似
分子系统中核的运动与电子的运动可以分离。
12. 类氢分子离子的Schr?dinger方程的解 哈密顿算符:
定义椭球坐标:
(1) Schr?dinger方程的解:
(2)
λ =|m| 分子轨道符号 0 σ 1 π
2 δ 3 φ 4 γ 对于坐标反演(ξ, η, φ)→(ξ, η, -φ)波函数不变的用g表示,改变符号的用u表示。
(3)电子能级Eel(R),为核间距的函数,当核间距R→∞时为氢原子能级,核间距R→0时为氦正离子He+ 能级。
(4)U(R)= Eel(R) + e2 /R为势能曲线,
对基态,在R = Re =1.06╳10-10m时有极小值-16.40eV。所以,该轨道为成键轨道。
第九章 统计热力学初步 主要公式及其适用条件
1. 分子能级为各种独立运动能级之和
2. 粒子各运动形式的能级及能级的简并度
(1)三维平动子
简并度:当a = b = c时有简并,(
(2)刚性转子
(双原子分子):
)相等的能级为简并的。
其中
。
简并度为:gr,J = 2J + 1。
(3)一维谐振子
其中 分子振动基频为
, k为力常数,μ为分子折合质量。
简并度为1,即gv,ν = 1。
(4)电子及原子核
全部粒子的电子运动及核运动均处于基态。电子运动及核运动基态的简并度为常数。
3.能级分布微态数
定域子系统:
离域子系统:温度不太低时(即
时):
一般情况下:
系统总微态数:
4. 等概率定理
在N,V,U确定的情况下,系统各微态出现的概率相等。
5. 玻尔兹曼分布(即平衡分布,也即最概然分布)
Stirling公式:
粒子的配分函数:
玻尔兹曼分布:
能级i的有效容量:
6. 配分函数的析因子性质
7. 能量零点的选择对配分函数的影响
若基态能级能量值为
,以基态为能量零点时,能量值