单点能
单点能: 指的就是对于一个给定的几何结构去计算电子能量。
电子能量: 一般量子化学书籍、文献、程序里所谓的 电子能量 包括如下四项
- 电子的动能
- 电子与电子间的库仑互斥能
- 核与核之间的库仑互斥能
- 电子与核之间的库仑吸引能
所以一般所说的 电子能量 其实并不完全是它的字面意思,因为也把 3. 核之间的互斥能 包含了进去。
说明
量子化学程序能算出的描述体系的能量的量包括电子能量、以及一些热力学数据(内能、焓、自由能)。
能量零点
电子能量 的 能量零点 是假设核与电子都没有动能,体系中所有电子和原子核都被分离到无穷远的情况的能量,这个能量也可以被视为是体系的绝对能量。
其数值本身并没有什么化学意义,只有通过求差来得到与物理/化学上研究的问题对应的量的时候才能体现出意义,如反应能、电离能。除了对微型体系使用极高精度的方法,否则电子能量的计算是不可能达到定量准确的,但由于求差的时候大部分误差都可以被抵消,因此目前常用的方法给出的有化学意义的数据的精度还是不错的。~~
零点能(ZPE)
零点能(ZPE) 对应的是 0K 下体系的 内能/焓/自由能(此时这三者数值相同) 与 电子能量 的差值,来自于原子核的振动运动。
任何量子化学计算任务都可以给出电子能量,只不过它们的目的不是专门算电子能量,电子能量只是作为一个副产物顺带产生的。例如:几何结构优化,最后一次输出的电子能量对应的就是优化后的几何结构下的电子能量。