儘管斯萊特函數作為基函數在原子和分子的自洽場(SCF)計算中表現良好,但在較大分子的SCF計算中,多中心雙電子積分計算極為複雜和耗時。使用高斯函數(GTO)則可使計算大大簡化,但高斯函數遠不如斯萊特函數(STO)更接近原子軌道的真實圖像。為瞭兼具兩者之優點,避兩者之短,考慮到高斯函數是完備函數集合,可將STO向GTO展開:

式中X(ζS,A,nSlm)定義為在核A上,軌道指數為ζS,量子數為nSlm的STO;g是GTO:

其變量與STO有相似的定義;Ngi是歸一化常數:

rA是空間點相對於核A的距離;ci是組合系數;K是用以模擬STO的GTO個數(理論上,K→∞,但實踐證明K隻要取幾個,便有很好的精確度)。

  ciζ

在固定 K值下,通過對原子或分子的 SCF能量計算加以優化。先優化出 ζ S=1 時固定 K值的 c i ( i=1,2,…, K),然後利用標度關系式 便可得出 ζ S的STO展開式中每一個GTO的軌道指數,而且, c i不依賴於 ζ S,因而 ζ S=1時的展開系數就是具有任意 ζ S的STO的展開系數。對不同展開長度下的展開系數和 GTO軌道指數已有表可查。