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python 量子化學

錢瀠龍2年前10瀏覽0評論

Python是一種非常強大的編程語言,能夠用來解決各種科學問題,包括量子化學。在量子化學中,我們需要解決一個復雜的數學問題,即如何計算分子的電子結構。Python有一個非常流行的科學計算庫,叫做NumPy,可以用來進行高效的數學運算。此外,還有一個專門用于量子化學計算的庫,叫做PySCF。

使用PySCF進行量子化學計算非常簡單。我們可以首先安裝該庫,然后導入它。接著,我們就可以定義分子的幾何結構,并且使用SCF模塊計算分子的基態能量。

# 導入PySCF
import pyscf
# 定義分子幾何
mol = pyscf.gto.Mole()
mol.atom = 'H 0 0 0; H 0 0 0.74'
mol.basis = 'sto-3g'
mol.spin = 0
mol.symmetry = True
mol.build()
# 計算分子基態能量
mf = pyscf.scf.RHF(mol)
mf.kernel()
print("基態能量為:", mf.energy_tot())

上述代碼定義了一個H2分子的幾何結構,并使用sto-3g基組進行計算。我們使用了RHF計算方法,并調用了kernel函數來執行計算。最后,我們輸出了分子的基態能量。

除了計算分子基態能量外,PySCF還可以用于計算分子的激發態能量、電子密度以及分子譜。通過使用這些功能,我們可以對分子的性質進行深入的研究。