电子定域化函数的含义与函数形式

电子定域化函数(ELF)是研究电子结构的重要工具.本文介绍了电子定域性的概念,从电子对密度和动能密度两个角度详细讨论了ELF的物理意义与其函数形式的联系,并将ELF推广到自旋极化形式.通过实例分析,指出了参考项在ELF中起到了关键性作用.对两种自旋极化形式的ELF的比较发现:CheckDen和TopMoD程序中使用的形式并不合理,明显低估了单电子区域的定域性.最后指出了一些文献由于对ELF函数的错误理解而在引用时出现的错误.

基于电子定域化函数表面分析的气体介质绝缘强度预测

为提高SF替代气体研发效率,需探究气体介质微观参数与宏观绝缘强度的关系。本文基于密度泛函理论,采用M06-2X方法与6-311++G(d, p)基组计算了72种气体分子结构参数,通过电子定域化函数(ELF)确定分子等值面,分析了ELF等值面的静电势分布参数(GIPF),最终构建了极性与非极性分子绝缘强度预测模型。气体分子ELF等值面静电势参数与绝缘强度存在显著相关性,且在ELF为0.2时,整体相关性最优。联合ELF为0.2的等值面静电势参数以及分子极化率与偶极矩,分别建立了极性与非极性分子绝缘强度预测模型。非极性分子模型决定系数R=0.948,均方误差(MSE)为0.0232,极性分子模型R=0.723,MSE为0.1264。利用电子定域化函数定义分子表面,并获取分子微观参数,可有效预测气体分子绝缘强度。

基于Gaussian和Multiwfn软件的喹啉和异喹啉的可视化教学研究初探

为了进行喹啉和异喹啉的化学反应位点及苯环与吡啶环芳香性的可视化教学,本文利用Gaussian软件对喹啉和异喹啉分子进行几何优化,在Multiwfn软件中运用等化学屏蔽表面(ICSS)、电子定域化函数(ELF)和Mulliken布居分析方法对喹啉和异喹啉的性质进行分析,以实现分析结果可视化.结果表明,Gaussian和Multiwfn软件结合可以直观地解释二者发生亲电取代反应和亲核取代反应的反应位点,以及分子中苯环和吡啶环的芳香性差异.

团簇ConMoS(n=1-5)原子间作用力及前线轨道成分密度泛函理论分析

【目的】为得到团簇ConMoS(n=1-5)更多微观结构信息,同时为后续电子性质、催化性能等研究提供理论基础,探究了该团簇的原子间作用力关系及前线轨道成分。【方法】依据密度泛函理论,采用B3LYP泛函和def2-TZVP基组,在多个自旋多重度下运用Gaussian09软件包对该团簇进行构型优化和理论分析。【结果】结果表明:该团簇含有21种稳定构型;通过对AIM理论、电子定域化函数和变形密度分析,得到了该团簇内部相互作用程度及电子密度转移趋势,其中该团簇内原子相互作用时,Co、Mo和S原子间成键共价作用较强,S原子定域性较高,域内电子不易逃逸出去,Co和Mo原子离域性较强,域内电子易于外界交换;通过Hirshfeld方法原子贡献率分析,得出金属原子是HOMO、LUMO轨道成份主要贡献来源,其中Mo和Co原子对前线轨道贡献率占据优势。最终得出该团簇内部原子间主要以共价键作用结合,但作用力强弱并不一致,Mo和Co原子在化学反应中应重点关注。

通过价层电子密度分析展现分子电子结构（英文）

迄今已有众多实空间函数被提出用来揭示化学上感兴趣的分子电子结构特征,例如化学键、孤对电子和多中心电子共轭。在这些分析方法中,电子定域化函数(ELF)、电子密度的拉普拉斯(▽~2p)和变形密度(rdef)被广泛用于实际研究。众所周知,分析分子的总电子密度无法像以上提及的方法那样展现出与分子电子结构有关的丰富的信息。但是,在本文中,通过数个实例以及通过与ELF、▽~2p和rdef的对比,我们指出若只关注价层电子密度分布,分子电子结构特征也是可能被探究的。我们发现对大多数情况,对非常简单的价层电子密度的分析也可以给出与ELF、▽~2p和rdef分析类似的信息,并且这种分析具有计算复杂度更低的额外优点。我们希望本文的工作可以使得化学家们关注长期被忽视的价层电子密度所具有的重要价值。也值得注意的是,价层电子密度分析并非完全没有缺点,当这种方法无法提供丰富信息的时候,研究者仍需借助于其它类型的分析手段。

一道无机化学习题的量子化学研究——P_(4)^(2-)团簇的结构搜索与性质

从量子化学角度深入探究并拓展一道本科无机化学问题。介绍P_(4)^(2-)原子团簇,详细呈现P_(4)^(2-)团簇结构搜索、过渡态搜索,计算稳定构型的Gibbs自由能过程;从量子化学角度分析P_(4)^(2-)团簇及过渡态的结构,计算结构的电子定域化函数(Electron Localization Function,ELF)及作盆分析阐述体系离域情况并讨论孤对芳香性的特点。

Gaussian和Multiwfn软件在判断蒽和菲芳香性上的应用

利用Gaussian软件对蒽和菲分子进行几何优化,在Multiwfn软件中运用等化学屏蔽表面(ICSS)和电子定域化函数(ELF)方法对蒽和菲进行了芳香性分析,并使分析结果可视化。结果表明,Gaussian和Multiwfn软件结合可以直观地解释蒽和菲不同环的芳香性差异,将分析结果应用于课堂教学,可以使课堂教学更加直观可视化。