HartreeFockteorin

Hartree-Fockteorin är en kvantmekanisk metod som används för att approximera vågfunktionen och energin för ett system med många elektroner, såsom ett atom eller en molekyl. Den är uppkallad efter Douglas Hartree och Vladimir Fock. Metoden bygger på antagandet att varje elektron i systemet rör sig i ett genomsnittligt potentialfält som skapas av alla andra elektroner. Denna potential är dock beroende av elektronernas vågfunktioner, vilket leder till en självkonsistent lösningsprocess.

Grunden i Hartree-Fockteorin är antagandet att den totala vågfunktionen för systemet kan approximeras med en enda Slater-determinant. En Slater-determinant är en antisymmetrisk kombination av enkel-elektronvågfunktioner, kända som orbitaler, och garanterar att systemets vågfunktion uppfyller Pauliprincipen. Energin för systemet beräknas sedan med hjälp av variationsprincipen, där man söker minimera den beräknade energin med avseende på orbitalerna.

De ekvationer som härleds från denna princip kallas Hartree-Fock-ekvationer. Dessa är ett system av icke-linjära, kopplade differentialekvationer som måste lösas iterativt. Initialt gissas en uppsättning orbitaler, Hartree-Fock-ekvationerna löses för att erhålla nya orbitaler, och processen upprepas tills orbitalerna och energin konvergerar till stabila värden.

Trots sina approximationer, såsom att den ignorerar elektronkorrelationer (det vill säga den exakta interaktionen mellan elektroner), ger Hartree-Fock-metoden en bra grundläggande beskrivning av elektronstrukturen och egenskaperna hos många elektroniska system. Den är en fundamental utgångspunkt för mer avancerade kvantkemiska metoder.