Hartree-Fock是否始终是分子几何结构的良好近似且没有键断裂?


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当分子处于非键断裂条件下时,是否存在Hartree-Fock不能很好地近似计算平衡几何的情况?


我想像一些键比其他键强得多的情况(即蛋白质折叠)会带来一些特殊的挑战,但是我并没有尝试过这样的情况(我在核环境下学到了Hartree-Fock,而这些问题并没有出现)。
dmckee ---前主持人小猫,

除了计算成本外,Hartree-Fock对于蛋白质应该很好。
杰夫

Answers:


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不,在某些情况下,近似值变得不自然且不准确。仅举几例,我知道:

  • 在激发分子状态下,通常会优化基函数来描述基态。这里更使用配置交互(CI)方法。HF最好覆盖基态。

  • 电子相关性,尤其是当相关性随核间分离而变化时。HF假设独立的电子。存在基于普通HF来考虑这种相关性的后HF方法,例如Møller-Plesset多体摄动理论

对于不小的分子或中等大小的分子(> 20原子),使用较少时间的半经验 或混合(HF + DFT)方法代替纯HF方法。


2

Hartree Fock理论并未涵盖每个像H_2的范德华键合分子。不考虑电子相关性。因此,HF只是后HF方法(例如Møller-Plesset摄动理论,耦合簇等)的良好起点。

从统计学上讲,现代量子化学程序中用于基态的最佳可用方法是CCSDT,具有单重态,双重态和三重态出射的耦合簇,该方法耗时且规模为N 8,其中N是高斯基函数的数量( GTO)ñ7ñ8ñ

显式相关(F12)方法甚至更好,但它们的规模令人震惊。

在HF中,基态必须由单个Slater确定。因此,即使采用哈特里·福克理论也无法计算基态。

您必须对HF起点有一个很好的猜测。用臭氧测试您的程序。它具有破碎的对称无限制的HF单重态波函数。您很可能会在HF中收敛到更高的状态。


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Hartree Fock对于多配置系统(例如,涉及过渡金属)或分散相互作用显着时(如Alex1167623所述)将不可靠。

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