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yjcmwgk

禁虫 (文坛精英)

密度泛函·小卒

优秀版主

[交流] 【讨论】某个原子的NBO电荷、Mulliken电荷……我认为这些原子电荷没有任何意义

今天有个虫友问了我一个问题:对含有f轨道的化合物,用高斯对其做NBO分析,计算结果很不靠谱,如何进行补救呢?

这倒是引发了我的一个思考。这种不管是mulliken还是nbo,在“把‘电子分布’拆分,分别归属于哪个原子”这方面,我觉得完全没必要用——用了更恶心,还不如不用。用“电子密度图”“电子密度差图”等来表示岂不是更好?
参见http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1275706

当然我不会去否定NBO其他方面的作用。我承认NBO是个非常好的工具。只是现在对“把‘电子分布’拆分,分别归属于某个原子”这种做法越来越反感

有人说这样做可以吸引更多“非量化专业”的人,来理解我们,参与我们。我觉得更没必要。进了我们这行,就要有清晰地物理图景,至少也该知道电子是离域的。我们也没有必要去“迎合”那种古旧的、不准确的、没有道理的、毫无根据的、从实验化学中衍生出来的“电子划分给原子”的无聊原则。这个问题就像“化合价”这个概念一样无聊。

看了我的帖子,yytsnake大侠说:
化学是实验之总结,规律是统计的结果,谁能将化学做的象数学1+1那样别无二义?不同形式的电荷分布固然是近似或生歧义,难道量化计算不也是近似之举?其总电荷或电荷差图难道也是完美无比?不同方法的结果并不相同,要得真实之值,恐怕得外星之人才有可能。

我回复曰:
您说的确实正确。要得真实之值,恐怕得外星之人才有可能。但是,电子密度图、电子密度差图等概念比化合价这个概念、比“电子划分给原子”的无聊原则,要精确得多。
不同水平上的计算结果当然不同,所以我们不会去取信hf/sto-3g,我们将取信b3lyp/6-31g*。如果我们进行了mp4/aug-cc-pv6z的计算,那么我们就会去取信更高水平的计算。
即使是pm3或am1,其电子密度分布就已经比实验化学中的化合价这个概念更精密些。换句话说:更接近科学事实。
即使是ano这种巨型基组,也是对客观实在的一种近似反映,换句话说,即使是ano这种巨型基组,也是对物理图景的一种近似描述。但是,实验化学发展到今天,还在用“化合价”这种一百年多前的“对物理图景的超级粗糙的描述”,你们不觉得可笑吗?
因此,先进的量子化学概念必将取代落后的实验化学概念,量子化学概念是符合化学发展方向的,是进步的,是革命的,是代表先进生产力发展方向的化学分支。
当然,现在量子化学本身还有很多问题,还有很多不足需要各位同仁去克服,去发展,但是谁也不能否认她对比实验化学的先进性、革命性、进步性。
狂言over,大家请拍砖

[ Last edited by yjcmwgk on 2009-11-13 at 16:24 ]
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yongleli

木虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
yjcmwgk(金币+4,VIP+0): 12-1 22:11
引用回帖:
Originally posted by zhangmt at 2009-12-1 09:05:
为什么量化计算的结果,要想办法贴近传统的说法去解释呢?因为理论化学的地位在那里摆着呢——过去,目前,理论化学依然是实验化学的奴仆。化学从诞生日开始就是一门实验科学,直到今天为止,依然是以实验为主—— ...

也不用妄自菲薄。C60是日本科学家70年代先理论计算出来有的。只不过当时没人关注罢了。所以理论预测实验也是可以做到的。目前没有物理那样普遍罢了。

还有一个重要的例子,是清华大学的帅志刚教授当年在欧洲,通过理论计算得到了PLED的发光效率上限,推翻了实验家们的经验之谈(比做实验的人估计的上限高)。后来的实验证明了这个结论是正确的。

还有一种比金刚石硬度高的化合物氮化碳,也是先由UC Berkeley的Kohen教授理论推测出来,然后工业上开始大量制造,代替工业用金刚石的。

但是化学由于积累了大量的实验结果,理论化学要包圆这些东西,仍然需要时间。而且由于经济效益的问题,有的地方(比如纳米材料,生物功能材料)理论发展的很多很快;有的地方常年冷淡(比如小分子动力学),理论进展缓慢。所以,的确如楼上所言,理论家们还有很多路要走。

[ Last edited by yjcmwgk on 2009-12-15 at 09:47 ]
25楼2009-12-01 22:09:00
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zhou2009

版主 (著名写手)

★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
lei0736(金币+2,VIP+0):呵呵 期待 10-12 20:51
这个问题我有同感!

还写了篇“关于分子中原子电负性与电荷”近日贴出。
2楼2009-10-12 15:06:20
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jyzhao1981

木虫 (正式写手)

小卒版主说的好!
人生需要多少等待?
3楼2009-10-12 16:46:39
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yytsnake

至尊木虫 (职业作家)

★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
lei0736(金币+3,VIP+0):谢谢 10-12 20:52
化学是实验之总结,规律是统计的结果,谁能将化学做的象数学1+1那样别无二义?不同形式的电荷分布固然是近似或生歧义,难道量化计算不也是近似之举?其总电荷或电荷差图难道也是完美无比?不同方法的结果并不相同,要得真实之值,恐怕得外星之人才有可能。
4楼2009-10-12 17:24:34
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