元素周期表的研究计算双原子键订单和揭示新键的见解
尽管键序是一个成熟的概念,它已被证明难以定义的方式平衡化学和物理严谨。甚至简单的双原子分子可以很棘手:化学家们讨论是否C的吸引力2可以称为四债券吗为例。为了帮助理解这些问题,研究人员在美国已经引入了一个新的工具,描述了化学键订单从分子轨道的贡献,作为调查的一部分,大约300双原子分子在元素周期表。
为什么双原子的化合物,化学的基础,没有订单债券研究全面吗?
这项新的研究,佼佼者托马斯Manz和陈Taoyi新墨西哥州立大学的佼佼者构建在一个键序定义Manz在2017年提出。大多数的键序是基于原子之间的电子交换,但流行近似给出不一致的结果取决于所使用的方法和分子轨道的定义方式。虽然delocalisation指数佼佼者最精确的形式避免这些问题,Manz指出,这些都是非常计算要求,和他们报告的值不一定再现化学直觉。为什么双原子的化合物,所以化学的基础,没有订单债券研究全面吗?”他问道。在某种意义上我认为化学家直觉地知道他们没有一个全面的方法,将足以看大量的双原子分子,因为即使在双原子分子遇到很多不同类型的键。佼佼者”Manz的定义,然后测量电子交换比例的原子之间的重叠度。这微妙的调整避免强烈的方法依赖,给债券订单表现在化学意义,下降,债券是拉伸为例。
佼佼者在他们的新研究中,Manz和陈计算债券种类繁多的双原子分子的订单,但也提供一种方法来理解这些债券订单真的意味着键序成分分析的形式,或博卡。博卡的想法是,你可以有一个独立的轨道表示的键序,但仍与灵活性,它给你的组件为任何你选择的轨道,“Manz解释道。陈Manz和比较与交换的消息交换的电子计算机网络。轨道是什么渠道做交换,和键序分量反映多少交换发生。在计算机网络中,不同的组件可能交互在不利的方面——占据反键轨道意味着他们能给一个积极的贡献键序,但较低的成键轨道的贡献一个整体的负面影响。
周期模式
Manz和陈的分析捕获许多有趣的趋势和对比的元素周期表,如更大的影响力semi-core电子成键的碱金属相比卤素。博卡还提供了一个新的视角等争议的碳二聚物C2。电子结构的解释表明它可能有一个四键,虽然强度和长度之间的债券提出这是一个双键和三键。严格的物理参数存在后者,和明显的分歧是反映在博卡的分析。如果人们说“我们发现4个键”,我们可以看到有四个轨道导致债券但是每个贡献小于1,这就是为什么键序之和小于这个数,”陈说道。
键序是中央化学概念和这项工作提供了一个有趣的方法来计算量子机械的说马丁·拉姆查尔默斯大学理论化学研究技术,瑞典,尽管他是谨慎。“这是多么有用特定方法?这是重要的发现,因为它看起来多才多艺,同时提供化学合理值。我期待着未来的验证通过反应活性分子与材料的性质。”保罗Popelier曼彻斯特大学的计算化学家,英国称赞调查的广度,但持怀疑态度的键序定义本身。佼佼者虽然Manz的论点精心他们不幸的是包含逻辑跳跃,如轨道不变性是如何实现或扩展交流贡献的必要性。
Manz指出他的键序的定义仍然可以以意想不到的方式,比如在次氯酸盐(克罗- - - - - -);博卡使这些例子更容易探索。次氯酸的你认为只是一个简单的一阶键,键序,我们实际上是1.74;这是一个巨大的偏差,”他解释说。散射电子在负离子增加原子之间的重叠,这是反映在总键序,而博卡表明1π的翻转用户体验轨道相对于中性ClO意外巨大贡献。“没有办法我们可以预计。你可能有诚实的分歧正确答案应该是什么,但它不是很明显是错误的,因为它捕获一些精华。
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