电子定域化函数的含义与函数形式

卢天 陈飞武

引用本文: 卢天, 陈飞武. 电子定域化函数的含义与函数形式[J]. 物理化学学报, 2011, 27(12): 2786-2792. doi: 10.3866/PKU.WHXB20112786 shu
Citation:  LU Tian, CHEN Fei-Wu. Meaning and Functional Form of the Electron Localization Function[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(12): 2786-2792. doi: 10.3866/PKU.WHXB20112786 shu

电子定域化函数的含义与函数形式

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20773011)资助项目 (20773011)

摘要: 电子定域化函数(ELF)是研究电子结构的重要工具. 本文介绍了电子定域性的概念, 从电子对密度和动能密度两个角度详细讨论了ELF的物理意义与其函数形式的联系, 并将ELF推广到自旋极化形式. 通过实例分析, 指出了参考项在ELF 中起到了关键性作用. 对两种自旋极化形式的ELF 的比较发现: CheckDen 和TopMoD程序中使用的形式并不合理, 明显低估了单电子区域的定域性. 最后指出了一些文献由于对ELF函数的错误理解而在引用时出现的错误.

English

    1. [1]

      (1) Becke, A. D.; Edgecombe, K. E. J. Chem. Phys. 1990, 92, 5397.  (1) Becke, A. D.; Edgecombe, K. E. J. Chem. Phys. 1990, 92, 5397.  

    2. [2]

      (2) Savin, A.; Becke, A. D.; Flad, J.; Nesper, R.; Preuss, H.; von Schnering, H. G. Angew. Chem. Int. Edit. Engl. 1991, 30, 409.  (2) Savin, A.; Becke, A. D.; Flad, J.; Nesper, R.; Preuss, H.; von Schnering, H. G. Angew. Chem. Int. Edit. Engl. 1991, 30, 409.  

    3. [3]

      (3) Grin, Y.;Wagner, F. R.; Armbrüster, M.; Kohout, M.; Leithe- Jasper, A.; Schwarz, U.;Wedig, U.; Georg von Schnering, H. J. Solid State Chem. 2006, 179, 1707.  (3) Grin, Y.;Wagner, F. R.; Armbrüster, M.; Kohout, M.; Leithe- Jasper, A.; Schwarz, U.;Wedig, U.; Georg von Schnering, H. J. Solid State Chem. 2006, 179, 1707.  

    4. [4]

      (4) Savin, A.; Jepsen, O.; Flad, J.; Andersen, O. K.; Preuss, H.; von Schnering, H. G. Angew. Chem. Int. Edit. Engl. 1992, 31, 187.  (4) Savin, A.; Jepsen, O.; Flad, J.; Andersen, O. K.; Preuss, H.; von Schnering, H. G. Angew. Chem. Int. Edit. Engl. 1992, 31, 187.  

    5. [5]

      (5) mes, J. R. B.; Illas, F.; Silvi, B. Chem. Phys. Lett. 2004, 388, 132.  (5) mes, J. R. B.; Illas, F.; Silvi, B. Chem. Phys. Lett. 2004, 388, 132.  

    6. [6]

      (6) Kohout, M.;Wagner, F. R.; Grin, Y. Theor. Chem. Acc. 2002, 108, 150.(6) Kohout, M.;Wagner, F. R.; Grin, Y. Theor. Chem. Acc. 2002, 108, 150.

    7. [7]

      (7) Rousseau, R.; Marx, D. Chem. -Eur. J. 2000, 6, 2982.  (7) Rousseau, R.; Marx, D. Chem. -Eur. J. 2000, 6, 2982.  

    8. [8]

      (8) Räsänen, E.; Castro, A.; Gross, E. K. U. Phys. Rev. B 2008, 77, 115108.  (8) Räsänen, E.; Castro, A.; Gross, E. K. U. Phys. Rev. B 2008, 77, 115108.  

    9. [9]

      (9) Kohout, M.; Savin, A. Int. J. Quantum Chem. 1996, 60, 875.  (9) Kohout, M.; Savin, A. Int. J. Quantum Chem. 1996, 60, 875.  

    10. [10]

      (10) Poater, J.; Duran, M.; Solà, M.; Silvi, B. Chem. Rev. 2005, 105, 3911.  (10) Poater, J.; Duran, M.; Solà, M.; Silvi, B. Chem. Rev. 2005, 105, 3911.  

    11. [11]

      (11) Santos, J. C.; Andres, J.; Aizman, A.; Fuentealba, P. J. Chem. Theory Comput. 2004, 1, 83.(11) Santos, J. C.; Andres, J.; Aizman, A.; Fuentealba, P. J. Chem. Theory Comput. 2004, 1, 83.

    12. [12]

      (12) Shaik, S.; Danovich, D.; Silvi, B.; Lauvergnat, D. L.; Hiberty, P. C. Chem. -Eur. J. 2005, 11, 6358.  (12) Shaik, S.; Danovich, D.; Silvi, B.; Lauvergnat, D. L.; Hiberty, P. C. Chem. -Eur. J. 2005, 11, 6358.  

    13. [13]

      (13) Grabowski, S. J. Chem. Rev. 2011, 111, 2597.  (13) Grabowski, S. J. Chem. Rev. 2011, 111, 2597.  

    14. [14]

      (14) Llusar, R.; Beltrán, A.; Andrés, J.; Fuster, F.; Silvi, B. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 9460.  (14) Llusar, R.; Beltrán, A.; Andrés, J.; Fuster, F.; Silvi, B. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 9460.  

    15. [15]

      (15) Molina Molina, J.; Dobado, J. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 105, 328.(15) Molina Molina, J.; Dobado, J. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 105, 328.

    16. [16]

      (16) Berski, S.; Andrés, J.; Silvi, B.; Domin , L. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 6014.  (16) Berski, S.; Andrés, J.; Silvi, B.; Domin , L. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 6014.  

    17. [17]

      (17) Polo, V.; Andres, J.; Berski, S.; Domin , L. R.; Silvi, B. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 7128.  (17) Polo, V.; Andres, J.; Berski, S.; Domin , L. R.; Silvi, B. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 7128.  

    18. [18]

      (18) Krokidis, X.; Noury, S.; Silvi, B. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 7277.  (18) Krokidis, X.; Noury, S.; Silvi, B. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 7277.  

    19. [19]

      (19) Chamorro, E. J. Chem. Phys. 2001, 114, 23.  (19) Chamorro, E. J. Chem. Phys. 2001, 114, 23.  

    20. [20]

      (20) Burnus, T.; Marques, M. A. L.; Gross, E. K. U. Phys. Rev. A 2005, 71, 010501.  (20) Burnus, T.; Marques, M. A. L.; Gross, E. K. U. Phys. Rev. A 2005, 71, 010501.  

    21. [21]

      (21) Bader, F.W. Atoms in Molecules: A Quantum Theory; Oxford University Press: New York, 1994; pp 332-343.(21) Bader, F.W. Atoms in Molecules: A Quantum Theory; Oxford University Press: New York, 1994; pp 332-343.

    22. [22]

      (22) Silvi, B.; Savin, A. Nature 1994, 371, 683.  (22) Silvi, B.; Savin, A. Nature 1994, 371, 683.  

    23. [23]

      (23) The Quantum Theory of Atoms in Molecules-From Solid State to DNA and Drug Design; Matta, C. F., Boyd, R. J. Eds.; WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA:Weinheim, 2007.(23) The Quantum Theory of Atoms in Molecules-From Solid State to DNA and Drug Design; Matta, C. F., Boyd, R. J. Eds.; WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA:Weinheim, 2007.

    24. [24]

      (24) Bader, R. F.W.; Stephens, M. E. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 7391.  (24) Bader, R. F.W.; Stephens, M. E. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 7391.  

    25. [25]

      (25) Koch,W.; Holthausen, M. C. A Chemist's Guide to Density Functional Theory, 2nd ed.;Wiley-VCH Verlag GmbH: Germany, 2001.(25) Koch,W.; Holthausen, M. C. A Chemist's Guide to Density Functional Theory, 2nd ed.;Wiley-VCH Verlag GmbH: Germany, 2001.

    26. [26]

      (26) McWeeny, R. Methods of Molecular Quantum Mechanics, 2nd ed.; Academic Press: San Die , 1992.(26) McWeeny, R. Methods of Molecular Quantum Mechanics, 2nd ed.; Academic Press: San Die , 1992.

    27. [27]

      (27) Fradera, X.; Austen, M. A.; Bader, R. F.W. J. Phys. Chem. A 1998, 103, 304.(27) Fradera, X.; Austen, M. A.; Bader, R. F.W. J. Phys. Chem. A 1998, 103, 304.

    28. [28]

      (28) Sagar, R. P.; Ku, A. C. T.; Smith, J. V. H.; Simas, A. M. J. Chem. Phys. 1988, 88, 4367.  (28) Sagar, R. P.; Ku, A. C. T.; Smith, J. V. H.; Simas, A. M. J. Chem. Phys. 1988, 88, 4367.  

    29. [29]

      (29) Shi, Z.; Boyd, R. J. J. Chem. Phys. 1988, 88, 4375.  (29) Shi, Z.; Boyd, R. J. J. Chem. Phys. 1988, 88, 4375.  

    30. [30]

      (30) Becke, A. D. Int. J. Quantum Chem. 1985, 27, 585.  (30) Becke, A. D. Int. J. Quantum Chem. 1985, 27, 585.  

    31. [31]

      (31) Weizsäcker, v. C. F. v. Z. Phys. 1935, 96, 431.  (31) Weizsäcker, v. C. F. v. Z. Phys. 1935, 96, 431.  

    32. [32]

      (32) Tal, Y.; Bader, R. F.W. Int. J. Quantum Chem. 1978, 14, 153.  (32) Tal, Y.; Bader, R. F.W. Int. J. Quantum Chem. 1978, 14, 153.  

    33. [33]

      (33) Lignères, V. L.; Carter, E. A. An Introduction to Orbital-Free Density Functional Theory. In Handbook of Materials Modeling; Yip, S. Ed.; Springer: Netherlands, 2005; pp 137-148.(33) Lignères, V. L.; Carter, E. A. An Introduction to Orbital-Free Density Functional Theory. In Handbook of Materials Modeling; Yip, S. Ed.; Springer: Netherlands, 2005; pp 137-148.

    34. [34]

      (34) Oliver, G. L.; Perdew, J. P. Phys. Rev. A 1979, 20, 397.  (34) Oliver, G. L.; Perdew, J. P. Phys. Rev. A 1979, 20, 397.  

    35. [35]

      (35) Bader, R. F.W.; Johnson, S.; Tang, T. H.; Popelier, P. L. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15398.  (35) Bader, R. F.W.; Johnson, S.; Tang, T. H.; Popelier, P. L. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15398.  

    36. [36]

      (36) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al . Gaussian 03, Revison E.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2004.(36) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al . Gaussian 03, Revison E.01; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2004.

    37. [37]

      (37) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372.  (37) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372.  

    38. [38]

      (38) Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650.  (38) Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650.  

    39. [39]

      (39) Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chem. Acc. 1973, 28, 213.  (39) Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chem. Acc. 1973, 28, 213.  

    40. [40]

      (40) Lu, T. Multiwfn, 2.0, 2011. http://Multiwfn.codeplex.com.(40) Lu, T. Multiwfn, 2.0, 2011. http://Multiwfn.codeplex.com.

    41. [41]

      (41) Pacios, L. F.; Fernandez, A. J. Mol. Graph. Model. 2009, 28, 102.  (41) Pacios, L. F.; Fernandez, A. J. Mol. Graph. Model. 2009, 28, 102.  

    42. [42]

      (42) Noury, S.; Krokidis, X.; Fuster, F.; Silvi, B. Comput. Chem. 1999, 23, 597.  (42) Noury, S.; Krokidis, X.; Fuster, F.; Silvi, B. Comput. Chem. 1999, 23, 597.  

    43. [43]

      (43) Burdett, J. K.; McCormick, T. A. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6366.  (43) Burdett, J. K.; McCormick, T. A. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6366.  

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  2142
  • 文章访问数:  5273
  • HTML全文浏览量:  152
文章相关
  • 发布日期:  2011-11-25
  • 收稿日期:  2011-08-02
  • 网络出版日期:  2011-10-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章