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用两个STO-kG逼近.这是考虑到形成分子时,原子的内层轨道变化较小,而价轨道变化较大,常用的这 类基组是4-31G基组,它是用一个STO-4G逼近内层轨道,用一个STO-3G和一个STO-1G逼近价轨道. 更精确的基组是双C型的简缩Guss基组,即每个轨道用两个STO-kG逼近,其中内层轨道取较大的K 值,以逼近歧点的性质,外层轨道取较小的k值,这种双C型简缩Guss基组,可在总的GTO数目增加不 多的情况下,使计算结果有较大的改进】 5.2分子轨道的近似计算方法 从头计算法是一种精确的计算方法,其缺点是计算量大,以致在计算机条件不完备的情况下,其应用 范围受到了限制,人们不得不寻找一些分子轨道的近似计算方法,或称为半经验的分子轨道方法,借助经 验参数来简化从头计算,分子轨道的近似计算方法有很多种,对这些方法的详细讨论远远超出了本书的范 围,在这里只介绍其中常用的两种:CNDO法和EHMO法. 5.2.1CND0法 在LCAO自治场分子轨道的计算中,计算量最大的是对大量的双电子排斥积分(5-13)式的计算,其实许 多这类双电子积分的数值接近于零,特别是那些包含v的微分重迭中*(I)冲(I)1,忽略这些数值非常小 的微分重迭,保留电子间排斥的主要特征的基本理论是Pople,,Santry和Segal引进的CNDO法(complete neglect of diffcrential overlap method,.即全略微分重迭法). CDO法只处理价电子.把内层电子和原子核合在一起作为原子实.于是,原子轨道基集合是一个价 基集合,例如,对于碳原子为2s,2px,2p,2p 和从头计算法一样,CNDO法也须解Roothaan方程(5-11),只是在解方程的过程中采用了大量的近似. 在分子轨道的归一化中,忽略相应的重迭积分 Sm=中u*(1)冲,(1)dy1=6un (5-23) 对双电子排斥积分采用较强的近似,令(5-13)式 (HavelApOd)-YabOacObaourOxa (5-24) 式中下标a,c,c,d表示该原子轨道所属于的原子,在这个近似下,忽略了全部的三中心和四中心双电子 积分,只保留了双中心积分和单中心积分 (HaLlalAbAb)-Yab (5-25) (uadl入a入a)-Yaa (5-26) 而且Yab和yaa只与原子的本质有关,并不依赖于轨道u和入的实际类型,其中yab和yaa或用小的基组计算 或用经验参数代替. 在CNDO法中,对矩阵元 h=∫p,*(I)A1中(I)dv 也采用了近似,在价电子近似下,包括了核与内层电子的贡献 huv-BabSu (5-27) 式中S为重迭积分;Bb为成键参量,用经验参数代替. CNDO法可用于计算分子的几何构型,电荷分布、能级等,是一种常用的半经验计算方法. 5.2.2EHMO法 EHMO(extended Huckel molecular orbital)法,或称推广的Huckel法,是另一种应用较为广泛的半经验 128128 用两个 STO-kG 逼近.这是考虑到形成分子时,原子的内层轨道变化较小,而价轨道变化较大,常用的这 类基组是 4-31G 基组,它是用一个 STO-4G 逼近内层轨道,用一个 STO-3G 和一个 STO-1G 逼近价轨道. 更精确的基组是双 ζ 型的简缩 Gauss 基组,即每个轨道用两个 STO-kG 逼近,其中内层轨道取较大的 k 值,以逼近歧点的性质,外层轨道取较小的 k 值,这种双 ζ 型简缩 Gauss 基组,可在总的 GTO 数目增加不 多的情况下,使计算结果有较大的改进. 5.2 分子轨道的近似计算方法 从头计算法是一种精确的计算方法,其缺点是计算量大,以致在计算机条件不完备的情况下,其应用 范围受到了限制,人们不得不寻找一些分子轨道的近似计算方法,或称为半经验的分子轨道方法,借助经 验参数来简化从头计算,分子轨道的近似计算方法有很多种,对这些方法的详细讨论远远超出了本书的范 围,在这里只介绍其中常用的两种:CNDO 法和 EHMO 法. 5.2.1 CNDO 法 在 LCAO 自治场分子轨道的计算中,计算量最大的是对大量的双电子排斥积分(5-13)式的计算,其实许 多这类双电子积分的数值接近于零,特别是那些包含 μ≠v 的微分重迭 ϕμ*(1)ϕv(1)dv1,忽略这些数值非常小 的微分重迭,保留电子间排斥的主要特征的基本理论是 Pople,Santry 和 Segal 引进的 CNDO 法(complete neglect of diffcrential overlap method,即全略微分重迭法). CNDO 法只处理价电子.把内层电子和原子核合在一起作为原子实.于是,原子轨道基集合是一个价 基集合,例如,对于碳原子为 2s,2px,2py,2pz. 和从头计算法一样,CNDO 法也须解 Roothaan 方程(5-11),只是在解方程的过程中采用了大量的近似. 在分子轨道的归一化中,忽略相应的重迭积分 Sμv=∫ϕμ*(1)ϕv(1)dv1=δμv (5-23) 对双电子排斥积分采用较强的近似,令(5-13)式 (μavc|λbσd)=γabδacδbdδμvδλσ (5-24) 式中下标 a,c,c,d 表示该原子轨道所属于的原子,在这个近似下,忽略了全部的三中心和四中心双电子 积分,只保留了双中心积分和单中心积分 (μaμa|λbλb)=γab (5-25) (μaμa|λaλa)=γaa (5-26) 而且 γab 和 γaa 只与原子的本质有关,并不依赖于轨道 μ 和 λ 的实际类型,其中 γab和 γaa或用小的基组计算 或用经验参数代替. 在 CNDO 法中,对矩阵元 hvμ=∫ϕv*(1)ܪ෡ଵϕμ(1)dv1 也采用了近似,在价电子近似下,ܪ෡ଵ包括了核与内层电子的贡献. ௕௔ߚ=hμv ଴ Svμ (5-27) 式中 Svμ为重迭积分;ߚ௕௔ ଴ 为成键参量,用经验参数代替. CNDO 法可用于计算分子的几何构型,电荷分布、能级等,是一种常用的半经验计算方法. 5.2.2 EHMO 法 EHMO (extended Huckel molecular orbital)法,或称推广的 Huckel 法,是另一种应用较为广泛的半经验
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