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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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sigmax

银虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
yjcmwgk(金币+3,VIP+0): 12-16 08:47
"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。"

其实,实验化学家也需要具有严格物理逻辑的好理论,现在这样象乞丐身上百衲衣般的化学理论都不乐意见,我们自己上课时也觉得别扭-一步一补丁。

一方面,化学的确包含了大量的实验结果,从1040年代鲍林总结之后,现在一直没有大牛试图来归纳、总结,美国化学文摘上登记的化学物质可是已经好几千万种啦。
另一方面,实验化学也需要理论化学和物理的支援,但是1998年的化学奖并没有影响多少实验化学家的注意,理论化学、尤其是计算化学的具体成果在化学教科书中基本没有体现-除了在枯燥的结构化学、量子化学书中(这些书本身也少讲应用)。

比如,现在的红外、核磁、紫外-可见三大谱的教学中,什么时候讲过这些都可以用电子结构理论来进行模拟计算?老师不知道,学生就不知道,然后今日的学生又去做明日的教师,如此知道的人甚少。

因此,我个人认为,量子化学要获得更广泛的声誉,应该全力进攻物理有机化学领域,让计算化学在有机化学中全面普及。
27楼2009-12-16 01:21:02
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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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