[GAMESS] メタンの分子軌道

だいぶ前のことですが、混成軌道で結合をイメージしていた私、メタンの分子軌道を見てショックを受けました。計算はB3LYP/6-31G(d)。

-----ここから入力ファイルの中身
! DFT, B3LYP/6-31G(d), optimization
$CONTRL DFTTYP=B3LYP SCFTYP=RHF RUNTYP=OPTIMIZE $END
$SYSTEM TIMLIM=600000 MEMORY=80000000 $END
$STATPT OPTTOL=0.0001 NSTEP=200 PROJCT=.FALSE. $END
$BASIS GBASIS=N31 NGAUSS=6 NDFUNC=1 $END
$GUESS GUESS=HUCKEL $END
$SCF DIRSCF =.TRUE. $END

$DATA

C1
C 6.0 -2.4452971006 0.5897451425 0.0000000000
H 1.0 -1.3752971006 0.5897451425 0.0000000000
H 1.0 -2.8024704400 1.5983715380 0.0000000000
H 1.0 -2.8157401084 0.0655804104 0.8561094040
H 1.0 -2.7970286746 0.0920564767 -0.8794833096
$END
ここまで-----

炭素原子の1s軌道以外の、メタンの結合に関わる電子の数は4 + 1 × 4 = 8個。つまり、4つの結合性軌道ができるわけです。
最も低い準位の軌道は、炭素原子の1s軌道(-276.55 eV)。その次に低い軌道(-18.69 eV)がこれ。



その上の準位の軌道(-10.50 eV)。3つあります。







混成軌道で考えるとメタンの結合軌道は1種類×4つなのですが、分子軌道だと多種類あり、準位も1種類ではないのです。