質問:
分子軌道の場合、ゼロのエネルギーはどのように設定または定義されますか?
Karsten Theis
2020-03-02 20:03:14 UTC
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分子軌道のエネルギーにラベルを付ける場合、多くの場合、一部の反結合性MOは正のエネルギーで示されます。たとえば、MolCalcには、メタンに対して次のエネルギーがあります(右に示す+19.47 eVの反結合性MO#8):

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私はこれらの数字が何を意味するのか理解しようとしています。 MO#2から#5の電子は、原子の結合を維持するのに役立ちます(原子を占有すると結合に寄与します)が、MO#6から#9の電子は、結合長の増加または分子の崩壊につながります。一方、MO#1は結合に関与していません(基本的には炭素の内側の1s電子です)?

では、これらの軌道のゼロ基準点を定義するものは何ですか?少なくとも水素原子について考えたので、それは自由電子にはなり得ません。励起状態でさえ、電子がまだ結合している状態です(つまり、エネルギーは負です)。 MO#1は結合にほとんど関与しないため、MO#1はほとんど影響を受けないため、すべての結合長を増やす勾配にすることはできません(つまり、極端な場合は別々の原子です)。

この質問特定のソフトウェアまたは作成者に限定されません。別の例を次に示します(出典: https://www.researchgate.net/publication/234126374_Electron_rectification_through_donor-acceptor-heterocyclics_connected_to_cumulenic_bridge_A_computational_study):

enter image description here

この質問の言葉は、私の理解不足を反映して、ずさんなものだと思います。答える人は誰でも正しい用語を使用することをお勧めします。

基準点は自由電子でなければなりません。水素原子についてあなたが考えたことは正しいです。しかし、あなたは水素原子を計算していません。
詳細については、会社に問い合わせる価値があると思います。私はMatlabウェーブレット分析ツールボックスで同様の問題を抱えていました。世界中に尋ねたところ、それは非常に難解で、Matlabのやり方に特有のものであることがわかりました。また、作業中のツールボックスにも一貫したラベル付けエラーがありました。
1 回答:
TAR86
2020-03-02 22:40:57 UTC
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答えは技術的には方法によって異なります。ほとんどの場合、つまり標準基底関数系のHFまたはDFTは、すべての裸の原子核とすべての電子の無限の分離です。私が知っている例外の1つは、VASP(周期的な固体コード)です。これは、擬ポテンシャルを使用して、コアの特異点とコア電子をモデル化する必要をなくします。そこでは、ゼロ点はいくつかの原子状態を参照しています。

MOエネルギーは基底関数系に依存していることに注意してください。これは、コア電子で最も顕著で最も簡単に理解できます。

自由電子がゼロとして定義されている場合、MO近似で電子を励起すると、メタン分子はどうなりますか。自由電子よりも低いエネルギーの空軌道はないので、イオン化するだけでしょうか?紫外線を吸収する芳香剤はどうですか?反結合性軌道は自由電子よりもエネルギーが低いはずだと思います。そうしないと、UV光が光の吸収と放出を引き起こさず、むしろ-再び-イオン化を引き起こすからです。
1つの電子を励起すると、他のMOは同じままにはなりません(凍結軌道近似にある場合を除きます。これは不十分です)。このような励起状態の説明専用の方法があります:時間依存HF(TDHF)、CIシングル(CIS)、時間依存DFT(TDDFT)、https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021を参照してください。/ cr0505627
では、空いている反結合性MOに正のエネルギーを割り当てるという物理的な解釈はありますか?
クープマンズの定理と同じように、電子親和力を推定するために使用できます(凍結軌道近似で)。しかし、基底関数系の依存性は再び非常に高くなっています。


このQ&Aは英語から自動的に翻訳されました。オリジナルのコンテンツはstackexchangeで入手できます。これは、配布されているcc by-sa 4.0ライセンスに感謝します。
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