Propagators in Quantum Chemistry pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Linderberg, Jan/ Ohrn, Yngve

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2004-4

价格:969.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780471662570

丛书系列:

图书标签:

量子化学
传播子
计算化学
分子物理
量子力学
电子结构
从头算
密度泛函理论
Green函数
多体问题

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具体描述

The only authoritative reference source on the propagator concept, now thoroughly revised and updated Much has changed in the study of quantum and theoretical chemistry since the publication of the first edition of Propagators in Quantum Chemistry. Advances in computer power and software packages now make it possible to calculate molecular structure, properties, spectra, and reactivity with greater predictive power. Chemical processes, especially under conditions not readily available in the laboratory, can also be much more easily studied via theory and computations. In this environment, the concept of propagators (or Green's functions) is emerging as an increasingly useful tool in the study of atomic and molecular processes. Propagators in Quantum Chemistry, Second Edition presents the theory and basic approximations of propagators in a unified manner as it provides: A thorough introduction to propagators, and how they can be used to study atomic and molecular properties and spectra Updated examples and technical details of the use of the propagator concept in various common approximate treatments Problems that provide the opportunity to work out further details and applications of the theory Propagators, which are still gaining acceptance as tools in theoretical chemistry, have a long-demonstrated power and success in a number of areas including condensed matter physics. Propagators in Quantum Chemistry clearly describes the unprecedented utility and value of propagators, and explores how and why they are becoming increasingly important to scientists and researchers across the scientific spectrum.

《电子结构理论的基石：现代计算化学导论》内容提要本书旨在为物理化学、化学物理以及计算化学领域的学生和研究人员提供一个全面而深入的电子结构理论基础。全书系统地梳理了量子化学的核心概念，并详细阐述了从基础的薛定谔方程求解到复杂多体问题处理的各种计算方法。第一部分：量子力学的基本原理与应用本书首先回顾了量子力学的基本公设，重点讨论了波函数、算符、本征值问题在化学系统中的具体应用。我们详细分析了氢原子和类氢离子的精确解，为后续处理多电子系统奠定基础。接着，引入了角动量理论在分子光谱和轨道描述中的作用，特别是自旋的量子力学描述及其在泡利不相容原理中的体现。第二部分：变分方法与Hartree-Fock理论在这一部分，重点聚焦于处理多电子体系的基石——变分原理。我们首先介绍了变分法的基本思想及其在确定分子基态能量中的应用。随后，本书详尽地推导和阐述了Hartree-Fock（HF）方法。这包括对Fock算符的构建、轨道方程的求解过程、自洽场（SCF）迭代的收敛性分析，以及如何利用基组函数（如高斯型轨道）来表达电子波函数。特别地，我们深入探讨了不同类型的基组（最小集、分裂价层、极化函数和弥散函数）的选择对计算结果精度的影响。第三部分：组态相互作用与耦合簇理论认识到Hartree-Fock方法在描述电子关联方面的局限性，本书的第三部分转向了更高层次的精度方法。组态相互作用（CI）：详细讲解了如何通过线性组合的单、双、三重乃至更高激发态的组态来改进波函数（CIS, CISD）。对截断（Truncated CI）可能带来的误差和不满足单重激发条件（如与耦合簇的比较）进行了深入讨论。微扰论方法（MPn）：阐述了Møller-Plesset微扰理论（MP2, MP3, MP4）在系统地引入电子关联方面的优势与局限性。特别关注了二阶微扰（MP2）在计算中的广泛应用和其二次（$N^2$）的计算复杂度。耦合簇（CC）理论：将耦合簇理论视为描述精确电子关联的黄金标准。本书详细解释了指数簇算符的结构，并侧重于限制性耦合簇（CCSD）和带度量激发（CCSD(T)）的推导。我们讨论了CCSD(T)的计算成本（$N^7$）以及它在提供接近“化学精度”结果中的关键作用。第四部分：密度泛函理论（DFT）的原理与实践密度泛函理论（DFT）因其计算效率和可靠性，已成为现代计算化学的主流工具。本章首先追溯了Hohenberg-Kohn定理的数学基础，阐明了能量泛函是电子密度的唯一函数这一核心概念。随后，对Kohn-Sham方程的构建和求解进行了详尽的描述。本书的重点在于对交换关联（XC）泛函的分类和比较：局域密度近似（LDA）：基于均匀电子气模型的早期尝试。广义梯度近似（GGA）：引入密度梯度校正，如PBE和BLYP泛函，显著改善了结构和能量的预测能力。后GGA方法与混合泛函：讨论了元GGA（Meta-GGA）和引入Hartree-Fock交换的混合泛函（如B3LYP）在平衡精度与速度方面的策略。范德华力（色散校正）：探讨了DFT在描述长程非定域相互作用（如范德华力）方面的不足，以及如何通过后HF（如DFT-D3）方法进行弥补。第五部分：分子结构与动力学计算本部分将理论方法应用于实际的化学问题。几何优化与势能面扫描：详细介绍如何利用梯度信息进行分子结构优化，并讨论了鞍点（过渡态）的识别与优化方法（如同步坐标法、QST2/QST3）。振动分析与光谱预测：阐述了如何通过二阶导数（Hessian矩阵）计算频率，区分真实频率和虚假频率（过渡态），并讨论了红外（IR）和拉曼光谱的理论预测。分子动力学（MD）模拟基础：介绍了基于力场和基于第一性原理（Ab Initio MD）的模拟思想，特别是如何结合温度和压力条件来研究复杂体系的动态行为。第六部分：从量子化学到应用最后，本书将理论工具箱应用于更复杂的化学前沿领域：激发态计算：讨论了激发态的描述方法，包括时间依赖性密度泛函理论（TD-DFT）及其在预测紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱中的应用，以及激发态耦合簇方法（EOM-CC）。反应性指数与化学键的定量描述：介绍了诸如Fukui函数、电荷转移指数等工具，用于深入理解化学反应活性位点。本书内容组织严谨，理论推导详尽，并辅以大量的化学实例说明，是致力于精通现代计算化学工具和理解量子化学本质的读者不可或缺的参考书。