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哈特里福克方程

哈特里-福克方程(Hartree-Fock equation,簡稱HF equation)是量子物理凝聚態物理學量子化學中最重要的方程之一,它是一個套用變分法計算多電子系統波函式的方程。

哈特里-福克方程的形式是單電子本徵方程,求得的本徵態是單電子波函式,即分子軌道。以HF方程為核心的數值計算方法稱為「哈特里-福克方法」(Hartree–Fock method),這種方法在現代量子化學中得到了廣泛套用,有助於確定量子力學分子系統的電子結構能量

哈特里-福克方程是由道格拉斯·哈特里在1928年提出的平均場近似,它假設所有電子都是不可分辨的,忽略了泡利不相容原理(Pauli exclusion principle)。弗拉基米爾·福克在哈特里-福克方程的基礎上考慮了電子的反對稱性,將體系的多電子波函式從簡單的連乘形式替換為斯萊特行列式形式。

需要注意的是,哈特里-福克近似只考慮了電子的交換作用,沒有考慮到體系電子之間的相關作用,因此計算得到的體系能量可能存在約0.3~1%的誤差,同時在漸近行為上可能存在錯誤,這在計算分子過渡態和分子解離等問題上可能不是特別適用。