Complete Active Space

释义 Definition

“Complete active space”（完全活性空间，常缩写为 CAS）是量子化学/计算化学中的一个概念：在多参考电子结构方法（如 CASSCF）里，人为选定一组“活性”轨道与活性电子，并在这组活性轨道内对电子占据方式进行全配置枚举（完全组态展开），以更好描述近简并、断键、激发态等强相关效应。（不同于只考虑单一参考组态的方法。）

发音 Pronunciation (IPA)

/kəmˈpliːt ˈæktɪv speɪs/

例句 Examples

We chose a complete active space of six electrons in six orbitals.
我们选择了一个包含6个电子、6个轨道的完全活性空间。

For bond-breaking and excited states, a well-chosen complete active space can capture strong static correlation that single-reference methods often miss.
在断键过程和激发态问题中，恰当选择的完全活性空间能够捕捉强静态相关，而这往往是单参考方法容易遗漏的。

词源与背景 Etymology & Notes

该术语源自多组态自洽场（MCSCF）思想的发展：为在可控计算量下处理“关键电子/轨道”的多重组态效应，研究者提出将体系划分为“冻结（核心）”“非活性（双占）”与“活性”部分；其中 complete 强调在活性轨道子空间内对可能组态进行“完整/穷尽”的考虑。该概念与 CASSCF（Complete Active Space Self-Consistent Field） 方法密切相关。

相关词 Related Words

• Active Space
• CASSCF
• MCSCF
• CASPT2
• Multireference
• Configuration Interaction
• Electron Correlation
• Orbital

文献与著作 Literary / Notable Works

• Roos, B. O. 等关于 CASSCF/CAS 方法的经典论文（例如 1980s 的系列工作，系统化提出与推广 complete active space 思想）。
• Helgaker, Jørgensen, Olsen，《Molecular Electronic-Structure Theory》：多参考方法与活性空间选择的权威教材性论述。
• Szabo & Ostlund，《Modern Quantum Chemistry》：电子相关与多组态/配置相互作用框架的基础讨论（与CAS相关概念常在相关章节出现）。