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ppshanshanqiu

铜虫 (小有名气)

[交流] 【求助】关于mullekin电荷计算的一个基本问题

采用6-31G+(d)优化下面这个物质,得到:

Mulliken atomic charges:
              1
     1  C    0.204160
     2  C   -0.271137
     3  C    0.204160
     4  C    0.245431
     5  C   -0.745804
     6  C    0.245431
     7  H    0.177378
     8  H    0.177378
     9  Cl   0.282807
    10  Cl   0.282807
    11  O   -0.376059
    12  O   -0.426553
Sum of Mulliken charges=   0.00000

[ Last edited by yjcmwgk on 2009-11-13 at 20:32 ]
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loovfnd

至尊木虫 (著名写手)

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erylingjet(金币+1,VIP+0):感谢交流 9-21 08:29
可以用高斯view直接查看,电荷显示在每个原子上。
莫强求!
2楼2009-09-16 16:57:32
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zhou2009

版主 (著名写手)

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erylingjet(金币+5,VIP+0):专家出马!感谢 9-21 08:30
Mulliken atomic charges常常是不可用的。

它的根本缺点在于:

1、人为地均分了重叠密度,对象Cl  这样的体积大的原子,误差很大。

2、分子有σ、π、pi(孤对电子)、δ等各层轨道,分别有自己的电子流动,流动方向也不相同。
Mulliken atomic charges将各种电荷笼统地归结在原子上,头发胡子一把抓,完全说明不了问题。
比如上面Cl 净电荷为正值,它在σ吸引过来了电子,而在π反馈出了更多的电子,反倒净电荷为正值了,仅看净电荷是不明白的。C5有如此大的净电荷负值,我估计就是接受了两个Cl 的π反馈电荷所致。C5在σ因与O相连,还是失去了较多电子的。
这各种电子,在密度矩阵,有时或可以看出它们的量值来。但由于是基组表示,也会有不同性质电子叠加在一起的情况,分辨不易。

但可以确定的是,电子聚集、流动,还是完全按照我们对原子电负性的认识的。只是在分子中,原子σ、π、pi电负性不是一成不变的、而是发生了变化的。

于是,我们需要分别考察σ、π、pi(孤对电子)、δ等各层轨道。由于对称性不同、正交,它们往往有各自的MO。并可以作出它们的MO图、某MO的电子密度ρ图和某种键的电子密度差Δρ图,以便可以直观考察它们的性质。

当要了解诱导效应等时,考察σ型的MO。当要了解共轭效应等时,则考察π型的MO。当要了解PI电子反馈、氢键等时,则考察pi(孤对电子)型的MO。不能笼统去看净电荷。

这种对分子中原子电荷把握不住的状态,也与量化计算的不均衡发展有关。量化程序以高斯为代表,它在量化计算方法方面真是日益完善、面面俱到、应有尽有、方便易行。然而在具体的化学应用方面却不那么细致、合用,不敢恭维。量化应用方面的应用数据输出,从几十年前的半经验的早年开始,集居数分析、净电荷、键序,至今还是照搬,并没有什么根本性的改进和突破。然而这里的问题很多,使得人们不敢相信电荷,特别是净电荷,从而不谈电荷。

[ Last edited by zhou2009 on 2009-9-18 at 08:48 ]
3楼2009-09-16 17:08:25
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ppshanshanqiu

铜虫 (小有名气)

那请问什么电荷在高斯计算里才是可信的呢?
4楼2009-09-20 14:18:54
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ferlich

禁虫 (小有名气)

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erylingjet(金币+1,VIP+0):感谢交流 9-21 08:30
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5楼2009-09-20 15:30:46
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zhou2009

版主 (著名写手)

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erylingjet(金币+3,VIP+0):专家出马! 9-21 08:30
我上面说过:
我们需要分别考察σ、π、pi(孤对电子)、δ等各层轨道。由于对称性不同、正交,它们往往有各自的MO和电子密度ρ。并可以作出它们的MO图、某MO的电子密度ρ图和某种键的电子密度差Δρ图,以便可以直观考察它们的性质。

这样一来只是某种电荷在空间分布的真实写照,没有人为的划分和失误。
特别是电子密度差Δρ图,它是构成分子前后的电荷净变化,可以看作是原子净电荷概念在分子空间的新的发展。这电荷净变化就足以说明我们想探讨的问题,而且它是客观分子存在的真实写照。

分子的MO作为最原生态的信息,我们无疑是信任的,对由它平方衍生而来的电子密度ρ也应是可信的。问题出在人为地对电子密度ρ的划分和区分。解决了划分和区分的问题,当然电荷就基本正确了。
ρ和Δρ,因是电子的空间分布如实写照,不存在人为划分的问题。将σ、π、pi、δ等各种电子分别作ρ和Δρ,就解决了区分的问题。

这样,GS的电荷就是可信的、可用的。
只是不能笼统地看净电荷而已。

[ Last edited by zhou2009 on 2009-9-21 at 08:44 ]
6楼2009-09-20 19:33:19
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王中学

木虫 (正式写手)

海边拾贝的顽童


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这个帖子,真好,正在为此事疑惑
君当如兰,幽谷长风,宁静志远
7楼2009-09-21 10:03:52
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ppshanshanqiu

铜虫 (小有名气)

主要不能解释Cl原子上的正电荷到底是什么意思呢,而与Cl原子链接的C原子为什么也是正电荷呢?
8楼2009-09-25 11:07:12
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zhou2009

版主 (著名写手)

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yjcmwgk(金币+2,VIP+0): 9-26 13:19
Cl原子上的正电荷是它通过σ吸引过来了电子,而在孤对电子却反馈出了更多的电子,反倒净电荷为正值了.

与Cl原子链接的C原子因为在σ失去了电子,所以净电荷为正。而由于轨道正交、对称性不符,它不能接受Cl原子的孤对电子的反馈电子。
C5有如此大的净电荷负值,就是接受了两个Cl 的孤对电子反馈电荷所致,这时对称性是允许的。

[ Last edited by zhou2009 on 2009-9-25 at 19:23 ]
9楼2009-09-25 11:54:03
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ppshanshanqiu

铜虫 (小有名气)

这个σ键会传递电子吗?不懂
10楼2009-09-25 13:16:56
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