[科普中国]-多体微扰理论

多体微扰理论是一种基于分子轨域理论的高级量子化学计算方法。这种方法以Hartree-Fock方程的自洽场解为基础，应用微扰理论，获得考虑了相关能的多电子体系近似解，其计算精度与组态相互作用方法的DCI接近，但计算量远小于DCI，是应用比较广泛的高级量子化学计算方法。

简介多体微扰理论是一种基于分子轨域理论的高级量子化学计算方法。这种方法以Hartree-Fock方程的自洽场解为基础，应用微扰理论，获得考虑了相关能的多电子体系近似解，其计算精度与组态相互作用方法的DCI接近，但计算量远小于DCI，是应用比较广泛的高级量子化学计算方法。1

历史多体微扰理论是由量子化学家Møller和Plesset在1934年提出的，所以这一方法也经常以二人的名字所写MP表示，MPn表示的是多体微扰n级近似。1

分子轨道分子轨道（英语：Molecularorbital,MO）是化学中用以描述分子中电子的波动特性的函数。这个函数可以计算出化学和物理性质，例如在任意一个特定区域找到电子的概率。“轨道”一词由罗伯特·桑德森·马利肯于1932年提出，为“单电子轨道波函数”（one-electron orbital wave function）的简称。从基本层面上来说，它用于描述该函数具有显著振幅的空间区域。分子轨道通常由分子中的个别原子提供的原子轨道、杂化轨道，或者其他原子团的分子轨道结合而成。这些可以由哈特里－福克方程或自洽场方法（SCF）量化计算。

分子轨道可以用来表示分子中占有该轨道的电子可能出现的区域。分子轨道由原子轨道结合而成，其中原子轨道预测了原子中电子的位置。分子轨道可以具体说明分子的电子排布：一个或一对电子的空间分布和它（们）的能量。分子轨道通常会以原子轨道线性组合（LCAO-MO法）表示，尤其是在进行定性或近似分析的时候。它们的宝贵之处在于对分子键结提供了简单的模型，使之能透过分子轨道理论了解。现今大多数用于计算化学的方法由计算系统的MO开始。分子轨道描述一个电子在原子核产生的电场中的表现，以及与其他电子的平均分布。根据泡利不相容原理，两个电子占据相同轨道时，必须具有相反的自旋。这注定只是一个近似值，能够高度精准描述的分子电子波函数并没有轨道（参：组态相互作用方法）。1

哈特里－福克方程哈特里－福克方程（英语：Hartree–Fock equation），又称为HF方程，是一个应用变分法计算多电子系统波函数的方程，是量子物理、凝聚态物理学、量子化学中最重要的方程之一。HF方程形式上是单电子本征方程，求得的本征态是单电子波函数，即分子轨道。以HF方程为核心的数值计算方法称为“哈特里－福克方法”（Hartree–Fock method）。

基于分子轨道理论的所有量子化学计算方法都是以HF方法为基础的。鉴于分子轨道理论在现代量子化学中的广泛应用，HF方程被视为现代量子化学的基石。2

参见量子化学

Hartree-Fock方程

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所