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半经验分子轨道法半经验分子轨道（Semiempirical Molecular Orbital,简称SEMO）法是在原子轨道（atomic orbital, AO）和无穷维经验势（infinite-dimensional empirical potential, IDEMPOT）法基础上发展起来的一类数值分子力场方法，是一种广泛应用的理论计算化学方法。
SEMO法利用内在分子结构表述分子潜在能，这一表述也就是所谓的偶合参量（parametrized MO coefficients）。
该法通过建立分子能算局和能算局来模拟分子吸引力场效应，该过程通过基反应性理论（basis reaction theory）的形式来处理，从而有效地计算出原子之间的协同能（conjugate energy），即所谓的Koopmans条件。
偶合参量不仅仅只用于构建分子能算局，还能够有效的模拟能量。
实际上，它们可以用来提出分子中基态的能量影响程度，从而为其他分子计算方法提供了一种基础。
SEMO方法允许以简便而准确的方式来研究复杂的分子系统。
该方法也被用来模拟与分子特性有关的实验数据。
在微观考虑上，在分子中受之力一般限制在500 米的范围内，而SEMO方法几乎可以做到不到100 米的精度。
另外，这种方法可以以一定精度用元素来代替原子，以减少理论计算的复杂性。
此外，SEMO也使得分子运动变得更加有效，如偶极矩（dipole moment ）和加权模型（weight matrix）可以得到更完美的描述。
SEMO方法的缺点也是比较明显的，比如对对多原子分子系统量子化学计算无法达到满意的精度;而格点法（grid method）和量子点函数（quantum dot）自然可以处理更复杂的问题，比如电荷的分布，以及能量差的机理。
综上所述，半经验分子轨道法（SEMO）以其有效的模拟能量，高效的计算过程，可以有效的模拟密度的分布，以及本征态的稳定能，成为当今理论化学中不可缺少的一部分。
量子化学方法小总结12008-02-26 14:26量子化学计算方法主要分为：①分子轨道法（简称MO法）；②价键法（简称VB法）。
分子轨道法，它是原子轨道对分子的推广，即在物理模型中，假定分子中的每个电子在所有原子核和电子所产生的平均势场中运动，即每个电子可由一个单电子函数（电子的坐标的函数）来表示它的运动状态，并称这个单电子函数为分子轨道，而整个分子的运动状态则由分子所有的电子的分子轨道组成（乘积的线性组合），量子计算方法主要为分子轨道常见。
分子轨道法的核心是Hartree-Fock-Roothaan方程，简称HFR方程。
1928年D.R.Hartree提出了一个将N个电子体系中的每一个电子都看成是在由其余的N-1个电子所提供的平均势场中运动的假设。
这样对于体系中的每一个电子都得到了一个单电子方程（表示这个电子运动状态的量子力学方程），称为Hartree 方程。
使用自洽场迭代方式求解这个方程，就可得到体系的电子结构和性质。
Hartree方程未考虑由于电子自旋而需要遵守的泡利原理。
1930年，B.A.Fock 和J.C.Slater分别提出了考虑泡利原理的自洽场迭代方程，称为Hartree－Fock 方程。
它将单电子轨函数(即分子轨道)取为自旋轨函数（即电子的空间函数与自旋函数的乘积）。
泡利原理要求，体系的总电子波函数要满足反对称化要求，即对于体系的任何两个粒子的坐标的交换都使总电子波函数改变正负号，而slater 行列式波函数正是满足反对称化要求的波函数。
将Hartree－Fock方程用于计算多原子分子，会遇到计算上的困难。
C.C.J.Roothaan提出将分子轨道向组成分子的原子轨道（简称AO）展开，这样的分子轨道称为原子轨道的线性组合（简称LCAO）。
使用LCAO-MO,原来积分微分形式的Hartree－Fock方程就变为易于求解的代数方程,称为Hartree－Fock －Roothaan方程,简称HFR方程。
量子化学计算博士生解析分子结构与性质量子化学计算作为一种先进的计算方法，已经成为研究分子结构和性质的重要工具之一。
博士生在量子化学计算领域具有深入的学术背景和专业技能，能够运用各种量子化学方法来解析分子结构和性质，为科学研究和工业应用提供有力支持。
一、引言量子化学计算作为一种基于量子力学原理的计算方法，通过模拟原子核和电子之间的相互作用来研究分子的结构、能量、电子态以及其它相关性质。
它与实验相结合，能够准确预测和解释分子的性质，为科学研究和应用提供理论指导。
二、常用的量子化学计算方法1. 分子力场方法分子力场方法是一种经典力场的模拟方法，通过建立分子内部和分子间的相互作用势能函数，用经典力学原理进行计算。
这种方法计算速度很快，适用于大分子体系和高温高压条件下的研究。
2. 半经验分子轨道方法半经验分子轨道方法是一种介于经典力场方法和量子力学方法之间的计算方法。
它结合了量子力学和经验参数，通过对实验数据的拟合来估计分子结构和性质。
这种方法能够较为准确地预测一些简单体系的性质，但对于复杂的分子体系有一定的限制。
3. 密度泛函理论密度泛函理论是目前应用最广泛的量子化学计算方法之一，它基于电子的密度函数，通过求解波函数的基态电子密度分布来计算分子的性质。
这种方法具有较高的准确性和计算效率，能够解析分子的结构、能量、电子态以及反应动力学等性质。
三、博士生在量子化学计算中的角色作为量子化学计算领域的专家，博士生在解析分子结构与性质方面发挥着重要的作用。
他们具备深入的学术背景和专业技能，能够熟练运用各种量子化学方法进行计算和分析。
1. 分子结构的解析博士生可以使用量子化学计算方法来解析与分子结构相关的性质，如键长、键角、键能等。
通过计算分子的几何构型和振动频率，可以得到分子的空间构型和平衡态。
2. 分子能量的计算博士生通过量子化学计算方法可以计算分子的电子能量和电子态信息，并求解分子的基态、激发态和反应动力学等能量相关的性质。
对于复杂的大分子的计算，目前由于受到计算机条件的限制，从头算还有困难，故往往采用各种近似方法．在半经验方法的计算中，从电子结构的一些试验资料估计最难以计算的一些积分．当使用模型法计算分子电子结构时，不再从原始的完正Ｈamilton量出发，而是从最简单的模型Hamilton量出发．这种Hamiltom 量只是粗略地考虑了分子中相互作用，通常包含一些待定的参数．
半经验法引入的化简极大地简化了必须的计算工作量，并且可能计算一些更复杂分子的电子结构．这种计算所得到的资料带有定性的和半定量的特性．实际上，如果该方法用于一些它力所能及的问题．计算结果的精确度通常足以说明所研究分子的性质，肯定或否定某中物理化学假定．
尽管在半经验方法中依据试验值对一些计算所进行的参数化补偿了计算方案的不足．但是，却不能苛求半经验方法面面俱到，使分子的各种电子性质的计算都有同样好的结果．因此，通常保证分子的某些电子结构性质好的计算方案对于另外一些电子结构性质有可能导出不适当的结果．于是，对于每种半经验方法，可以因各类具体参数化方案的不同而变的多样化．
在相当大程度上，每类参数化都是局限于分子的一些性质或一定种类分子的计算．因此，半经验方法不是以描述分子的全部特性为基本内容，而是着眼于比较同系物的某些性质．当足以正确地引入参数时，可以得到复杂化合物电子结构的定性或定量的资料，同系物分子的某些特性的变化规律，以及建立他们同试验观测的物理与化学性质的联系，显然，这些问题都是现代化学关注的中心．。
分子轨道理论2011级弘毅学堂化学班2011301040014 田健吾分子轨道理论（又称MO法）是建立在量子力学理论体系基础之上的理论，以薛定谔波动方程为基础。
通过对原子轨道的线性组合（LCAO，linear combination of atomic orbitals）来确定其组合而成的分子轨道的形状以及能量高低。
分子轨道理论与现有的其他几种理论的比较现有的常用分析分子构型与能量的理论有路易斯结构理论，VESPER theory,VB法，杂化轨道理论与MO法。
此外还有建立于VB法上的共振理论，这些理论在各自适用范围内对分子进行处理各有其优点：路易斯结构理论最为简单，仅需考虑最外层电子数为8（氢为2）来调整共用电子对数即可，但是局限性也相对较大，仅能粗略分析共用电子对情况，不能预测与解释分子构型与能量；VESPER理论也是较为简单的理论，但是在处理很多的分子中都取得了非常好的结果，如对甲烷、六氟化硫等分子的构型，都能很成功的预测与解释，使用起来十分方便。
缺点也比较明显：过于强调价层电子的排斥效应而忽略了其内层电子以及轨道之间相互作用对构型的影响，特别是涉及到过渡金属配合物的John-Taller效应的时候，就完全无法解释，由于没有考虑到具体中心离子与配体轨道的作用，这是可想而知的结果；经典VB 法基于自旋反平行的两电子波函数符号一致，通过组合使得体系能量降低而形成稳定分子。
有单电子原子轨道与另一原子上填充单电子的原子轨道相结合形成共价键或带成对电子的轨道与另一原子中的空轨道重叠形成配位键两种。
经典VB法也是较为朴素的理论之一，因此局限性也是较大的，只能得出与参与成键的AO形状及伸展方向相同的分子构型，对于甲烷等分子的构型就完全不能解释，此时则需要引入杂化轨道理论，杂化轨道理论总体思想是通过两个或多个原子轨道的组合变形，使得达到成键轨道重叠最大的目的，从而使得体系能量达到较低的值。
但是Pauling对于杂化轨道理论的解释特别是对电子的激发与轨道杂化的能量来源的解释比较牵强，用薛定谔波动方程来理解其杂化过程可能可以用原子接近时对其各自波动方程的势能项有影响，从而改变了其原子轨道的形状来解释，但是如此也并不能解释电子的激发是如何进行的，除此之外，是否势能项的变化真的总是朝着使得轨道变形后趋向于与其他原子轨道重叠更充分的方向进行，这还是一个很大的问题。
计算化学基本概念分子模拟(Molecular Modeling)泛指用于模拟分子或分子体系性质的方法，定位于表述和处理基于三维结构的分子结构和性质。
Quantum Mechanics (QM) 量子力学Molecular Mechanics (MM) 分子力学Theoretical Chemistry 理论化学Computational Chemistry 计算化学Computer Chemistry 计算机化学Molecular Modeling 分子模拟量子化学简介量子化学的研究范围和内容9稳定和不稳定分子的结构、性能，及其结构与性能之间的关系9分子和分子之间的相互作用9分子和分子之间的相互碰撞和相互反应等问题计算与预测各种分子性质(如分子几何构型、偶极矩、分子内旋势能、NMR、振动频率与光谱强度)预测化学反应过程中的过渡态及中间体、研究反应机理理解分子间作用力及溶液、固体中的分子行为计算热力学性质(熵、Gibbs函数、热容等)量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。
在量子力学中，粒子的状态用波函数来描述，它是坐标和时间的复函数。
为了描述粒子状态变化的规律，就需要找出波函数所满足的运动方程。
这个方程是薛定谔在1926年首先提出的，被称为薛定谔方程。
求解薛定谔方程，即可从电子结构层面来阐明分子的能量、性质及分子间相互作用的本质。
Schrödinger 方程The ab initio Molecular Orbital TheoryThe Hartree-Fock EquationThe Self-Consistent Field TheoryLinear Combination of Atomic OrbitalsBasis Sets: Slater-Type Orbitals(STO) and Gaussian-Type Orbitals(GTO) 当我们决定由原子轨道线性组合成分子轨道时，就要考虑采取什么数学形式来表示原子轨道。
分子轨道法简述
分子轨道法
分子轨道法（MO）是一种理论计算化学方法，它是根据分子的原子所构成的分子结构，用于计算分子振动、激发态、分子射线谱以及其他相关的性质和能量的计算方法。
它基于分子的基础态电子结构来计算分子的能量和反应性质。
在原子的质子和电子的微观层面上，分子的整体特性可以由分子结构、原子之间的相互作用、原子的电荷分布以及其他相关变量来表征。
在分子轨道方法中，分子的能量可以通过构建哈密顿量来描述，无论是粒子的总能量，还是激发态的能量，都可以用哈密顿量来表示。
哈密顿量是由电子交换-相互作用、磁矩-相互作用、电荷-相互作用和磁化矩-相互作用组成的，其结构取决于分子中原子的电荷、质量和位置。
然后，可以用哈密顿量来求解Schrdinger方程，得到一组本征态解，即分子轨道。
每种本征态对应一个能量，从而可以计算出分子的总能量和激发态能量。
此外，分子轨道方法还可以用于计算分子的态密度和电荷密度等性质。
由于分子态密度和电荷密度的变化可以反映出分子内的电子结构和空间分布，因此，可以根据分子态密度和电荷密度计算出分子的物理性质，如极化率，力常数和偶极矩等。
总之，分子轨道方法是一种基于分子的基础态电子结构来计算分子的性质和能量的计算方法。
它可以计算出分子的总能量和激发态能量，以及分子态密度、电荷密度和其他物理性质。
