量子化学
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过渡态:势能面鞍点与反应路径的关键
过渡态是化学反应过程中体系能量最高、但存在时间极其短暂的一种临界状态,它处于反应物向生成物转化的势能面鞍点位置。其本质是反应坐标上能量障碍的顶点,反映了反应分子在键断裂与成键同时发…
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什么是分子轨道理论?从σ、π到δ轨道的深入解析
分子轨道理论(Molecular Orbital Theory,MOT)是量子化学的重要基石之一。本文华算科技首先介绍分子轨道理论的产生背景及发展历程,阐述其在弥补传统价键理论(V…
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虚频:计算化学中识别过渡态的黄金标准
在理论计算与量子化学的语境中,虚频是一个贯穿结构优化、反应机理研究以及动力学模拟的关键概念。它不仅仅是计算结果中的一个“负数”,更是一种深刻的物理信号,表征着体系在势能面上的不稳定…
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成键与反键轨道:量子叠加原理下的必然对应
在分子轨道理论中,每当两个原子轨道发生重叠时,总会形成一对轨道:一个能量较低、电子密度集中于原子核间区域的成键轨道,另一个则是能量较高、电子密度远离核间区域的反键轨道。 这种“一一…
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价带顶(VBM)/ 导带底(CBM)与 HOMO/LUMO:跨固体物理与分子化学的电子能级描述对比
说明:在材料科学与理论化学的研究中,理解电子能级的分布与能隙的形成对于预测材料的电学、光学乃至化学反应性具有决定性意义。 在固体物理中,电子能级结构通常以能带理论为基础,采用价带顶…
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电子转移的多维解析:ELF、差分电荷密度、Bader与Mulliken分析方法的原理与应用
电子转移是物理化学、材料科学、催化化学乃至生物化学中的核心现象之一,它决定了化学键的形成与断裂、催化剂与反应物的相互作用、以及电化学过程的动力学特征。 在固体物理和量子化学的理论计…
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什么是ELF?电子局域函数的0-1定义、DFT计算与应用(分子反应路径/结构分析)
ELF值的范围通常是从0到1。ELF值接近1表示电子局部化,通常与孤立的电子对或形成强烈化学键的区域相关;ELF值接近0则表示电子分布较为均匀,没有显著的局部化区域。 ELF是…
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质子化反应:定义、机制与跨学科应用的综合评述
说明:质子化(Protonation)是化学中一类重要的质子转移过程,指某一分子、离子或原子团接受一个质子(H⁺)的反应。这种反应在无机与有机化学、溶液化学以及生物催化过程中具…
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分子间作用力的理论、计算方法与应用进展
在宏伟的分子世界中,原子通过共价键等强烈的化学键结合成分子实体,但这仅仅是故事的开端。分子与分子之间,甚至一个大分子内部不同部分之间,存在着一系列相对微弱但至关重要的相互作用力,统…
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什么是π-π相互作用?解析其量子本质与材料科学中的核心地位
π-π相互作用是芳香体系间通过π电子云离域产生的非共价作用力,其本质是量子力学框架下的多电子效应,主要表现为静电、色散与轨道耦合的协同作用。 在材料科学、生物识别与催化领域具有核心…