MC-QTAIM 的概念与数学基础
化学物理
2023-11-23 v3 原子与分子团簇
摘要
分子中的原子(AIM)概念是化学结构理论的基石之一,然而与自由原子不同,从未提出过关于 AIM 的完备量子力学理论。目前对该概念最令人满意的推导基于分区方法,这些方法试图从 ab initio 波函数(WF)中恢复 AIM。这些方法论之一是 AIM 的量子理论(QTAIM),它通过将在实空间中的单电子密度详尽划分为原子盆来检索 AIM。分子性质随后被划分为盆内和盆间贡献,作为 AIM 性质及其相互作用模式的体现。QTAIM 分区方案的输入是从电子薛定谔方程(SE)计算出的电子 WF,该方程基本上是一个单分量方程,将电子视为量子粒子、将原子核视为夹紧点电荷(CPC)。最近扩展的 QTAIM 形式称为多分量 QTAIM (MC-QTAIM),它去除了这一限制,使 AIM 分区能够应用于 MC 量子系统。这是通过使用从 MC-SE 导出的 MC-WF 作为输入的,其中存在两种或更多类型的量子粒子。这为分子系统的 AIM 分区开辟了可能性,其中某些原子核(例如由于与电子的非绝热耦合)必须被视为量子粒子而非 CPC。同一形式允许对奇异分子系统进行分区,其中除电子和原子核外还存在其他基本粒子如缪子或正电子。将 MC-QTAIM 分区应用于此类系统揭示,带正电的缪子可能形成自身的原子盆,即奇异 AIM 的示例,而正电子可能充当成键介质,即奇异键的示例。
引用
@article{arxiv.2204.09604,
title = {The conceptual and mathematical foundations of the MC-QTAIM},
author = {Shant Shahbazian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09604},
year = {2023}
}
备注
This is a polished version of v2 draft