化学键新的概念

化学键新的概念第一页，共四十四页，编辑于2023年，星期日化学键概念的发展过程bondingbond化学键的雏形亲和力学说原子价学说1857年凯库勒（FriedrichA·Kekule

）提出了明确的原子价的概念，提出一种元素的原子价是固定的，只有一种。随后德国人

迈尔(J.L.Meyer)提出以“原子价”这一术语代替“原子数”和“原子亲和力单位”。于是原子价学说至此便定型了第二页，共四十四页，编辑于2023年，星期日化学键的电子理论玻尔(N.H.D.Bohr)

20世纪初索末菲（A.W.Sommerfeld

)价键理论海特勒(H.Heitler)

伦敦（F.W.London)在量子力学建立以后（1）假如原子A和原子B各有一个未成对的电子，且自旋相反，则可互相配对偶合构成化学键。如Li2（单键），N2（三键），HCl（单键）。（2）如果原子A有两个未成对原子，原子B只有一个，那么A就能和两个B原子化合成AB2分子，例如H2O。（3）一个电子与另一个电子配对以后，就不能再与第三个电子配对，所以不能构成H3。鲍林（L.C.Pauling）第三页，共四十四页，编辑于2023年，星期日分子轨道理论洪特（F.Hund）密立肯（R.S.Mulliken）（1）分子中每个电子状态可用分子轨道函数描述。分子中每个电子都处于某一特定的分子轨道上，函数的平方电子在空间分布的几率密度。（2）分子轨道可近似地用能量相近的原子轨道组合得到，这些原子轨道通过线性组合构成分子轨道时能量低于原子轨道的为成键轨道，高于原子轨道的称为反键轨道。（3）分子中的电子就象在原子轨道中一样，根据鲍利不相容原理，能量最低原理和洪特规律填充到各分子轨道中。第四页，共四十四页，编辑于2023年，星期日R.F.W.Bader

“Atomsinmolecules:Aquantumtheory”.

OxfordUniversityPress,Oxford,U.K.,1990.A.D.BeckeandK.E.Edgecombe

“Asimplemeasureofelectronlocalizationinatomicandmolecularsystems”

1990J.Melin,P.Fuentealba,Int.J.QuantumChem.92(2003)J.C.Santos,etl，J.Chem.Phys.120(2004)

化学键的新概念第五页，共四十四页，编辑于2023年，星期日第六页，共四十四页，编辑于2023年，星期日一、基本概念1、电子密度分布函数electrondensitydistributionfunction第七页，共四十四页，编辑于2023年，星期日氢原子的电子云（中学教材）原子隧道显微镜晶体X衍射实验获得的电子密度等值线图第八页，共四十四页，编辑于2023年，星期日第九页，共四十四页，编辑于2023年，星期日第十页，共四十四页，编辑于2023年，星期日2、梯度径和键径第十一页，共四十四页，编辑于2023年，星期日BF3

Electrondensity

ρ(r)

Grad.vect.field

ρ(r)

ρ(r)

n(r)

ρ(r)第十二页，共四十四页，编辑于2023年，星期日3、关键点Thecriticalpoint

TheHessianMatrixoftheCriticalpoint

第十三页，共四十四页，编辑于2023年，星期日键鞍点的特性2ρ(r)attheBCP第十四页，共四十四页，编辑于2023年，星期日bcpIonicbonding:Covalentbonding:第十五页，共四十四页，编辑于2023年，星期日键的椭圆度键的弯曲度第十六页，共四十四页，编辑于2023年，星期日环鞍点（rcp)笼鞍点(ccp)第十七页，共四十四页，编辑于2023年，星期日4.零流面GradientPathandGradientfield第十八页，共四十四页，编辑于2023年，星期日C|Hinteratomicsurface(zero-fluxsurface第十九页，共四十四页，编辑于2023年，星期日ADDITIVITY第二十页，共四十四页，编辑于2023年，星期日BondcriticalpointisodensityenvelopeBF32.600.862ρ(r)bcp=+1.37au第二十一页，共四十四页，编辑于2023年，星期日5、电子定域函数（ELF）第二十二页，共四十四页，编辑于2023年，星期日90年代初，曾用来确定原子壳层，没有成功（1）ELF和原子壳层结构第二十三页，共四十四页，编辑于2023年，星期日第二十四页，共四十四页，编辑于2023年，星期日（2）共价键和离子键第二十五页，共四十四页，编辑于2023年，星期日（3）单键、多重键第二十六页，共四十四页，编辑于2023年，星期日（4）氢键第二十七页，共四十四页，编辑于2023年，星期日第二十八页，共四十四页，编辑于2023年，星期日（5）孤对电子水分子孤对电子伸展方位第二十九页，共四十四页，编辑于2023年，星期日（6）反应过程第三十页，共四十四页，编辑于2023年，星期日第三十一页，共四十四页，编辑于2023年，星期日计算量子化学研究室量子拓扑分析理论方法的研究拓展84年以来，先后在国际、国内重要理论化学刊物发表有关研究论文近百篇，在国际上取得了一定的影响，先后得到多项国家、省自然科学基金资助。第三十二页，共四十四页，编辑于2023年，星期日1992年Bader教授（加拿大皇家学会会员、量子拓扑理论创始人）到我计算量子化研究室访问第三十三页，共四十四页，编辑于2023年，星期日

1994年Czimidia教授（WATOC主席、THEOCHEM主编）与我研究室进行学术交流第三十四页，共四十四页，编辑于2023年，星期日我们在电子密度拓扑理论方法的拓展1。91年推出自行研制电子密度拓扑程序GTA-91,同年被美国QCPE收录（编号：QCPE-661)。

“这是我中心收录的第一个来自中华人民共和国作者编制量子化学程序。”2。90年代初提出“半经验量子化学计算的电子密度拓扑分析方法”（国家自然科学基金资助课题）第三十五页，共四十四页，编辑于2023年，星期日3。“电子密度差拓扑分析”的物理模型TopologyofdensitydifferenceandforceanalysisI.Homopolarbondformation

TheoreticaChimicaActaVol.93p67(1995)DDMFDDSTDDSVDD….第三十六页，共四十四页，编辑于2023年，星期日4.化学反应(IRC)过程中化学键的变化TopologicalStudiesonIRCPathsofX+H2-->XH+HReactions

J.Comput.Chem.Vol.18No.9p1167(1997)

AbinitiostudiesonthedynamicalpropertiesofthereactionNH+H-->N+H2

J.Phys.Chem.A,Vol.101,No.24,4432(1997)

StudiesonreactionsINCX→IXCN(X=O,S,Se)Inorg.Chem.,43(17),5311-5320(2004)

AIMStudiesonReactionsFNCX→FXCN(X=O,S,andSe)J.Phys.Chem.A,108,10527-10534(2004)第三十七页，共四十四页，编辑于2023年，星期日Thispapermakesanimportantcontributiontothestillsparseliteratureonthecorrelationofthetopologyoftheenergyalongareactionpathandtheassociatedchangesinstructuredeterminedbythetopologyoftheelectrondensity.---R.F.W.BaderInorganicChemistry43(2004)

Thisisaninterestingpaperthatdealswithanimportanttopicfortheoreticalchemists,itprovidesawelldoneaccountofabinitiocalculationsandAIMtopologicalanalysisforsomekeyisomerizationreactionsanddeservestobepublishedintheJPCaftertheauthorstakecareofthefollowingpoints---editor

J.Phys.ChemA108(2004)第三十八页，共四十四页，编辑于2023年，星期日结构过渡态–第一类结构过渡态、第二类结构过渡态结构过渡区、结构突变点第三十九页，共四十四页，编辑于2023年，星期日结构过渡态与能量过渡态

放热与吸热反应第四十页，共四十四页，编辑于2023年，星期日5。化学键结构研究氢键、缺电子键、金属键、惰性原子键硫叶立德化合物优势构型和键结构的量子拓扑研究化学学报Vol.60,No.9,1564.(2002)

TripletGroundStateofPyrolysisProducts3RNforRN3(R=CH3,CH3CH2,(C