计算约化重叠积分氟化氢HF

计算F原子的（2，1，0）电子和H原子（1，0，0）电子的重叠积分

F原子核外电子的角量子数不为0，这个重叠积分的计算方法为

其中ζa和ζb是斯莱特规则下的核电荷数，R是两个原子核距离为1.733，α和β是斯莱特规则的核电荷数与原子核距离的乘积。式中

即为约化重叠积分，表达是为

其中

是勒让德多项式的系数，对于F的（2，1，0）电子系数有两个，分别是0和8.

H电子的系数只有1个是8

式中的计算方法为

代入

Sab ( 2.6,1, 2, 1 , 0 ,1 ,0 , 2.6*R ,1*R) =0.29891181959547

Java代码

import java.io.DataInputStream;

import java.io.FileWriter;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.text.ParseException;

public class HFoverlap {

static double R=1.733;

//https://blog.csdn.net/georgesale/article/details/118762949?spm=1001.2014.3001.5501

public static double calc2( String stra ) throws IOException, ParseException, InterruptedException {

FileWriter fileWriter5 = new FileWriter("d:/工业/hk/python/表达式.csv");

//stra="hin( fx1,fx1)";

//stra="jin( rj1,rj2)";

stra=stra.replaceAll(",","#");

fileWriter5.write( stra + "\r\n");

fileWriter5.flush();

String exe = "python";

String command = "D:/Download/cal.py";

String[] cmdArr = new String[] {exe ,command };

Process process = Runtime.getRuntime().exec(cmdArr);

InputStream is = process.getInputStream();

DataInputStream dis = new DataInputStream(is);

String str = dis.readLine();

process.waitFor();

System.out.println(str);

double df= Double.parseDouble(str.trim());

return df;

}

public static double overLap( int n1,int n2 ,int c, int d, int m ,

double α1 ,double β1

) throws IOException, ParseException, InterruptedException {

String f1= "sympy.exp(-0.5*("+α1+"+"+β1+")*μ-0.5*("+α1+"-"+β1+")*v )";

String f2="(μ*μ-1)**"+m+"*(1-v*v)**"+m+"*(1+μ*v)**"+c+"*(1-μ*v)**"+d+"*(μ+v)**("+n1+"-"+m+"-"+c+")*(μ-v)**("+n2+"-"+m+"-"+d+")";

String d2 ="(integrate(integrate("+f1+" *"+ f2+" , (μ, 1, float('inf'))),(v, -1, 1)))";

//System.out.println( str+" ** " );

double ds=calc2( d2 );

return ds;

}

public static double FACT( double n ) throws IOException, ParseException {

double prodt=1.0;

for(int a=1 ;a<n+1 ;a++)

{

prodt=prodt*a;

}

return prodt;

}

//9.6-21 574

public static double D( int L1,int L2,int m ) throws IOException, ParseException {

double ss1=0;

ss1 = (FACT(m + 1) / 8) * (FACT(m + 1) / 8) *

Math.pow( ( (2 * L1 + 1) * FACT(L1 - m) * (2 * L2 + 1) * FACT(L2 - m) / (4.0 * FACT(L1 + m) * FACT(L2 + m))) ,0.5 );

System.out.println( ss1+" ** ss1" );

return ss1;

}

//9.6-24

public static double SS( int n1,int L1 ,int m ,int n2 ,int L2 ,double α1 ,double β1 ) throws IOException, ParseException, InterruptedException {

double d1=D(L1,L2,m);

int[] cL1= {0,8};

int[] cL2= {8};

double d2=0;

for(int c=0 ;c<L1-m+1;c++){

for(int d=0;d<L2-m+1;d++){

d2 =d2+ cL1[c]*cL2[d]* overLap( n1, n2 , c, d, m , α1 , β1);

System.out.println( d2+" "+d1+" ** d2" );

}

System.out.println( d2+" ** d2" );

return d2*d1;

}

//9.6-31 B.40

public static double Sab(double za,double zb, int n1,int L1 ,int m ,int n2 ,int L2 ,double α1 ,double β1 ) throws IOException, ParseException, InterruptedException {

double d1= Math.pow((2*za),(n1+0.5))* Math.pow((2*zb) ,(n2+0.5) )/ Math.pow( ( FACT(2*n1)*FACT(2*n2) ),0.5) * Math.pow( (R/2),(n1+n2+1)) ;

double d2=SS(n1,L1,m,n2,L2,α1 ,β1);

double d=d1*d2;

System.out.println( d1+" "+d2+" "+ d+" Sab " );

return d;

}

public static void so( ) throws IOException, ParseException, InterruptedException {

double d= Sab ( 2.6,1, 2, 1 , 0 ,1 ,0 , 2.6*R ,1*R); //3-6

System.out.println( d+" Sab " )

}

public static void main(String[] args) throws IOException, ParseException, InterruptedException {

so( );

}

《量子化学》徐光宪

Approximate Molecular Orbital Theory by Pople John A., Beveridge David L. (z-lib.org)

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