17.2: La correlación electrónica requiere ir más allá de un modelo de campo medio
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Para mejorar la imagen de campo medio de la estructura electrónica, se debe ir más allá de la aproximación de configuración única. Es fundamental hacerlo para lograr una mayor precisión, pero también es importante hacerlo para lograr una visión conceptualmente correcta de la estructura electrónica química. Sin embargo, es muy desconcertante que se diga que la descripción familiar de la\(1s^22s^22p^2\) configuración del átomo de carbono es inadecuada y que en cambio se debe pensar en el estado\(^3P\) fundamental de este átomo como una 'mezcla' de múltiples configuraciones (a menudo consideradas “estado excitado”):
- \(1s^22s^22p^2\)
- \(1s^22s^23p^2\)
- \(1s^22s^23d^2\)
- \(2s^23s^22p^2\)
y cualquier otra configuración cuyo momento angular pueda acoplarse para producir\(L=1\) y\(S=1\).
Si bien la imagen de configuraciones en las que los\(N\) electrones ocupan\(N\) orbitales espín-orbitales puede ser muy familiar y útil para sistematizar estados electrónicos de átomos y moléculas, estos constructos son aproximaciones a los verdaderos estados del sistema. Se introdujeron cuando se realizó la aproximación del campo medio, y ni los orbitales ni las configuraciones describen los propios estados {\(\Psi_k, E_k\)}.
El cuadro de configuraciones en las que\(N\) los electrones ocupan\(N\) espin-orbitales es muy familiar y útil para sistematizar estados electrónicos de átomos y moléculas, pero estos constructos son aproximaciones a los verdaderos estados del sistema.
La inclusión de correlaciones espaciales instantáneas entre electrones es necesaria para lograr una descripción más precisa de la estructura electrónica atómica y molecular. Ninguna función de onda de producto spin-orbital es capaz de tratar la correlación electrónica en ninguna medida; su naturaleza de producto lo hace incapaz de hacerlo.
Colaboradores y Atribuciones
Jack Simons (Henry Eyring Scientist and Professor of Chemistry, U. Utah) Telluride Schools on Theoretical Chemistry and Jeff A. Nichols (Oak Ridge National Laboratory)