Domanda:
A cosa serve la teoria orbitale del legame naturale?
Richard Terrett
2012-05-07 08:30:36 UTC
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A quanto mi risulta, la metodologia NBO trasforma l'immagine dell'orbita molecolare di una molecola in una raccolta di interazioni a coppie (orbitali di legame). Questo è ovviamente utile per scopi didattici e di comprensione in quanto distilla quello che potrebbe essere un'immagine MO molto complessa e non locale in lobi gestibili conformi alle teorie introduttive del legame chimico (VB, ibridazione orbitale) insegnate nelle scuole superiori e nei primi corsi universitari .

La teoria dell'orbitale del legame naturale ha utilità al di fuori di questo ruolo?

Lo stato 2pz (2p0) per l'atomo di idrogeno è un vero stato stazionario e può rimanere per sempre. Non c'è assolutamente alcun vincolo nella meccanica quantistica secondo cui l'atomo di idrogeno deve essere simmetrico. Se QTAIM non è in grado di descriverlo correttamente, è il difetto della meccanica quantistica?
Tre risposte:
#1
+13
Aesin
2012-05-08 06:33:50 UTC
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Sì, insieme a una famiglia di metodi correlati. Onestamente non capisco appieno la meccanica che c'è dietro, ma gli orbitali ottenuti con il metodo NBO possono essere usati per un trattamento chiamato Teoria della risonanza naturale, che ti dà un'idea di che tipo di componenti di risonanza della struttura di Lewis ci sono e in cosa ponderazioni, indici obbligazionari e una misura di covalenza.

Ci sono tre documenti degli sviluppatori della tecnica, che trattano teoria, utilizzo e altri esempi. (Probabilmente inizierei con il documento sull'utilizzo.)

Inoltre, insieme a NBO, ci sono gli Orbitali Atomici naturali che sono spesso raggruppati perché sono anche calcolati da il programma NBO e l'analisi della popolazione naturale che puoi utilizzare per eseguire gli orbitali atomici naturali. Questi ti danno un'idea di quale tipo di carattere orbitale atomico sta contribuendo ai tuoi orbitali molecolari, e anche alle cariche atomiche e agli spin netti.

#2
+9
Jiahao Chen
2012-05-11 03:26:40 UTC
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L'intera premessa della teoria NBO è quella di ruotare orbitali molecolari canonici in orbitali che hanno il massimo significato chimico, nel senso che è definito nei documenti NBO. Non sono a conoscenza di alcuno scopo degli NBO e dei loro corrispettivi naturali al di là dell'interpretazione.

#3
+5
Eric Brown
2013-05-04 23:51:30 UTC
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(Correttezza nel reporting: sono un partigiano della Teoria Quantistica degli Atomi nelle Molecole)

NBO è uno dei tanti tentativi di applicare rotazioni tra orbitali molecolari, ognuno dei quali può diffondersi sull'intero molecola, (cioè la funzione d'onda) in modo che assomiglino al massimo agli orbitali atomici localizzati o agli "orbitali atomici ibridi". Quindi si potrebbe essere in grado di parlare di "pezzi" di una funzione d'onda di stato globale e tracciare collegamenti con le descrizioni storiche del legame.

Ma l'intero processo di localizzazione / trasformazione della funzione d'onda è sconcertante, perché lascia l'osservabile - la densità elettronica - proprio come era, almeno dovrebbe.

Credo che la sua motivazione sia di buone intenzioni. Tuttavia, lo stesso Schroedinger ha messo in guardia contro i tentativi di analizzare direttamente la funzione d'onda. Ad esempio, poiché la funzione d'onda può essere complessa, cosa si fa con una funzione d'onda localizzata che ha componenti reali e immaginarie? Perché non analizzare direttamente la densità elettronica (che è reale e osservabile)?

In risposta al partigiano di QTAIM: QTAIM è una teoria ben definita nel contesto della fisica quantistica. Tuttavia, non soddisfa gli assiomi essenziali della chimica (vedi sotto). Allora perché si vuole imporlo a interpretazioni chimiche? - I volumi atomici (e molecolari) possono essere ottenuti in modi arbitrari in QTAIM. Ad esempio, il volume dell'atomo di idrogeno può variare da quasi zero a infinito, a seconda di ciò che ci piace vedere. - Non c'è connessione tra legame chimico e QTAIM, poiché Bader definisce un nuovo concetto (atomi legati) che non è legame chimico. Quindi, non ha alcun valore per un chimico. - QTAIM de
gli indici di delocalizzazione impiegano gli orbitali come funzione d'onda in contrasto con la sua affermazione, la densità elettronica è l'origine del mondo! QTAIM è assolutamente incoerente con gli stati eccitati. Basta analizzare un atomo di idrogeno nello stato eccitato 2p0. Compaiono tre punti critici, uno dei quali è di secondo grado. Che strana chimica si nasconde dietro! E troppi altri difetti ...
La tua funzione d'onda è sbagliata, non essendo sfericamente simmetrica. Immondizia dentro, spazzatura fuori.
Cos'è un legame "chimico"?
Il volume atomico è definito con precisione in QTAIM. È l'area contenuta nel bacino atomico, l'unione di tutti i percorsi di salita più ripidi con il loro attrattore nucleare


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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