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Theoretica chimica acta

, Volume 6, Issue 3, pp 191–216 | Cite as

Non-empirical LCAO-MO-SCF-CI calculations on organic molecules with Gaussian type functions

Part I. Introductory review and mathematical formalism
  • I. G. Csizmadia
  • M. C. Harrison
  • J. W. Moskowitz
  • B. T. Sutcliffe
Commentationes

Abstract

This paper (Part I) describes the theoretical and computational bases of some non-empirical calculations on small organic molecules to be reported in later papers (Parts II et seq).

Approximate solutions for the usual fixed nucleus electronic Hamiltonian, in the term of wave functions composed of Slater determinants, are discussed, with particular emphasis on their computational utility. Possible choices of basis functions, from which to form the determinants are examined, and the advantages of Gaussian type functions (GTF) centered on the component atoms are pointed out. Some of the properties of molecules which can be calculated using such approximate wave functions are outlined. Finally an attempt is made to discuss the current limitations of non-empirical calculations of the type described here, and some guesses are made about their future.

Brief outlines as a set of appendices are given of the mathematical formalism and computational details of the calculations.

Keywords

Wave Function Organic Molecule Current Limitation Computational Detail Small Organic Molecule 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Résumé

Cet article (1ère partie) décrit les fondements théoriques et pratiques de quelques calculs non semi-empiriques sur de petites molécules organiques qui seront exposés dans des articles ultérieurs (2è partie et suivantes).

On s'y intéresse, dans l'hypothèse adiabatique, à des solutions approchées utilisant des déterminants de Slater, en insistant particulièrement sur l'utilité, pour les calculs, d'une telle approximation. Des choix possibles de fonctions de base utilisables pour la constitution des déterminants sont examinés et les avantages de fonctions du type gaussien (GTF) centrées sur les atomes sont soulignés. On donne un aperçu des propriétés moléculaires calculables à l'aide de ces fonctions d'onde approchées. Enfin une tentative est faite pour discuter des limites habituelles des calculs non semi-empiriques du type de ceux décrits ici, et certaines prédictions concernant leur avenir sont effectuées.

Le formalisme mathématique et les détails de calcul sont esquissés brièvement dans une série d'appendices.

Zusammenfassung

Diese Arbeit (Teil I) beschreibt die theoretischen und rechentechnischen Grundlagen einiger nicht-empirischer Rechnungen an kleinen organischen Molekülen, über die in späteren Arbeiten berichtet wird (Teil II und folgende).

Im Rahmen der Born-Oppenheimer-Näherung werden aus Slaterdeterminanten zusammengesetzte Näherungslösungen im Hinblick auf ihre rechentechnische Nützlichkeit diskutiert. Es wird geprüft, welche Wahl von Basisfunktionen zum Aufbau von Slaterdeterminanten nützlich ist, und die Vorteile der Gaußfunktionen dargelegt. Es wird ein Überblick über die Moleküleigenschaften gegeben, die mit diesen Funktionen berechnet werden können. Schließlich wird der Versuch unternommen, die gegenwärtigen Grenzen der nicht-empirischen Rechnungen der beschriebenen Art zu diskutieren, und es werden Vermutungen über die Zukunft geäußert.

Ein kurzer Auszug aus dem mathematischen Formalismus und rechentechnischen Details wird im Anhang gegeben.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1966

Authors and Affiliations

  • I. G. Csizmadia
    • 1
    • 2
  • M. C. Harrison
    • 1
    • 4
  • J. W. Moskowitz
    • 1
    • 3
  • B. T. Sutcliffe
    • 1
    • 5
  1. 1.Cooperative Computing Laboratory and Solid State and Molecular Theory Group, Department of PhysicsMassachusetts Institute of TechnologyCambridgeUSA
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