When a covalent bond is broken?
Elena Sheka, Nadezhda Popova
本文建议应用有效未成对电子概念来定量描述化学键的拉伸和断裂。
The current contribution suggests the application of the effectively-unpaired-electron concept to describe stretching and breaking of chemical bonds quantitatively.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Molecular Simulation of Covalent Bond Dynamics in Liquid Silicon
许多原子液体可以形成短暂的共价键，这让人想起相应的固态。这些方向性的相互作用决定了液态的许多重要性质，这就需要对这些复杂系统中的键合进行定量的、原子尺度的理解。一个典型的例子是液态硅，其中瞬时共价键引起局部四面体秩序和随之而来的对液态热力学和动力学的非平凡影响。为了进一步了解液态硅和类似液体中的共价键，我们提出了一种基于从头计算模拟的方法来量化凝聚相中共价键的结构和动力学。通过对硅核和最大局域化Wannier函数中心之间结构相关性的研究，我们提出了液态硅中共价键的几何判据。我们用它来监测动态的瞬态共价键在液体状态和估计共价键的寿命。我们比较共价键动力学的其他过程中的液体硅和类似的液体，并建议实验来测量共价键的寿命。
Constructing a Non-additive Non-interacting Kinetic Energy Functional Approximation for Covalent Bonds from Exact Conditions
基于vonWeizsäcker（vW）泛函在单轨道区域的精确行为，提出了共价键非加性非相互作用动能（NAKE）的不可分解近似.这种共价近似（CA）无缝地结合了vW和Fermi（TF）功能与开关功能的片段密度构造，以满足精确的约束。它还利用系综和部分占据的自旋轨道产生高度准确的NAKE拉伸债券，同时优于其他标准的NAKE近似接近平衡键长。我们在分配-密度泛函理论（P-DFT）中测试了CA，并证明了其实现快速准确P-DFT计算的潜力。
Symmetry breaking in covalent chiral bond Hsub2, according to accurate vibrational levels from Kratzer bond theory
用Kratzer键理论量化的Hsub 2中的对称性破缺导致振动能级的误差仅为0.00008%。对于量子，0.0011%的误差小于任何从头算QM方法。共价键Hsub2的手性行为意味着左手和右手原子HsubL和HsubR之间或氢H和反氢Hbar之间的键合。这种通用的Hsub2不对称性是由Hund型墨西哥帽曲线给出的，在QM中不可见。
An extended antiferromagnetic model for quasielectrons in identical ionic-covalent bonds
将反铁磁（AF）模型推广到由全同离子-共价二聚体组成的准电子体系。基于扩展的AF密度矩阵，构造了密度涨落算符和共价关联算符，将准电子系统分解为四能级子系统，分别考虑电子的电离和亲合势.通过考虑共价极限附近的最近邻跃迁，我们可以看到成键系数对锌氧化合物晶体中受激载流子有效质量的重要性。
The covalent radii derived from the first-principle data
我们提出了一个集合的共价半径的元素H，B，C，N，O，F，Si，P，S，Cl，Ge，As，Se，Br，来自最近推出的系统的非经验数据集的共价键长。由于基本的键长数据集是基于从量子化学计算获得的26050个分子几何形状和键图数据而构建的，几乎没有经验数据的输入，因此所呈现的共价半径可以被称为第一原理半径。得到的第一原理共价半径与文献中的经验对应物吻合得很好。详细地分析了键长与半径之和的偏差的分布，着重讨论了电子离域对键长的影响。修正的添加剂共价半径模型由于元素电负性的差异，来自鲍林和Mulliken电负性尺度。
Ionic Kratzer bond theory and vibrational levels for achiral covalent bond HH
一个二氢哈密顿量减少到索末菲-克拉泽势，适用于根据旧量子理论的场量子化。H_2振动系统所需的常数ω_e、k_e和r_e仅由氢质量m_H导出。对于H_2，第一性原理离子Kratzer振荡器返回的共价键能在0.08%以内，所有能级在0.02%以内，比Dunham振荡器好30倍，与早期的从头算QM一样精确。
Atomic Structures of all the Twenty Essential Amino Acids and a Tripeptide, with Bond Lengths as Sums of Atomic Covalent Radii
最近，核酸、咖啡因和相关分子的分子组分的键长被证明是相邻原子的适当共价半径之和。因此，每个原子都对键长有其特定的贡献。这使得首次建立它们的原子结构成为可能。在这项工作中，氨基酸和肽键的已知键长类似地被证明是原子共价半径的总和。在此基础上，给出了全部20种必需氨基酸和一种三肽的原子结构。
Near Equivalence of Polarizability and Bond Order Flux Metrics for Describing Covalent Bond Rearrangements
本文提出Wiberg-Mayer键通量指标与静态极化率张量在确定共价键断裂点时近等价，前者计算更简便且能提供特定键信息，为化学反应性分析提供新见解。
From quantum alchemy to Hammett's equation: Covalent bonding from atomic energy partitioning
我们提出了一个直观的和一般的分析近似估计参与原子之间的共价单键和双键的能量在其各自的核电荷，只有三个参数，$[{E_\text{AB} \approx a - b Z_\text{A} Z_\text{B} + c (Z_\text{A}^{7/3} + Z_\text{B}^{7/3})}]$。我们的表达式的函数形式模拟了参与原子A和B之间的炼金术原子能量分解。经过校正后，得到了由来自周期表中同一行$2\le n\le 4$的$p$ -块元素组成的氢饱和化合物的合理准确的键能估计。通过简单的公式可以得到由于C取代B原子而引起的键能的相应变化。虽然函数形式和起源不同，但我们的模型与Pauling著名的电负性模型一样简单和准确。分析表明，该模型的反应在共价键的变化，核电荷是近线性的-这是符合哈米特方程。
Covalent features in the hydrogen bond of a water dimer: molecular orbital analysis
本研究通过密度泛函理论与post-Hartree-Fock方法，发现水二聚体氢键存在两个跨氧氢的成键分子轨道，结合能量分解分析证实其类共价特征，为水相关体系及生命科学的本质理解提供新依据。
The Effective Fragment Molecular Orbital Method for Fragments Connected by Covalent Bonds
我们将有效碎片分子轨道方法（EFMO）推广到处理由共价键连接的碎片。EFMO的准确性相比，FMO和传统的从头算方法的多肽，包括蛋白质的电子结构。RHF和MP2的能量误差对于中性多肽在2 kcal/mol以内，对于带电多肽在6 kcal/mol以内，与FMO相似，但获得的速度快2 - 5倍。对于蛋白质，误差也在FMO结果的几kcal/mol范围内。我们为EFMO开发了RHF和MP2梯度。与从头算相比，EFMO优化结构对RHF和MP2的RMSD分别为0.40和0.44 μ m。
HBAT 2: A Python Package to Analyse Hydrogen Bonds and Other Non-covalent Interactions in Macromolecular Structures
HBAT 2是一款基于Python的工具，用于分析宏分子结构中的氢键及其他非共价相互作用，提供多种用户界面以满足不同需求。
Fast and accurate predictions of covalent bonds in chemical space
我们评估的预测精度微扰理论为基础的估计，由于线性炼金术分子之间的插值共价键的变化。我们研究了$σ$与氢的键合，以及主族元素之间的$σ$和$π$键合，这些键合发生在等价电子分子物种的小集合中，元素从周期表$p$块的第二到第四行绘制。数值证据表明，如果（i）炼金术插值是垂直的（固定几何），（ii）涉及包含元素周期表第三和第四行中的元素的分子，以及（iii）优化参考几何，则共价键合势的一阶估计可以实现化学准确性。在这种情况下，键合势的变化在耦合参数中变得接近线性，导致具有非常高的精度（$\sim$ 1 kcal/mol）的分析预测。二阶估计会恶化预测。如果初始分子和最终分子不仅在组成上不同，而且在几何形状上也不同，则所有估计都变得实质上更差，其中二阶比一阶稍微更准确。与耦合微扰法或有限差分法相比，二阶微扰的独立粒子近似法的性能较差。泰勒级数展开到四阶的高度对称系统的势能曲线表明一个有限的收敛半径，如所示的炼金术拉伸H $_2^+$。计算了12个含8个价电子的分子与氢的共价键; 9个含14个价电子的分子与氢的主基单键; 9个含12个价电子的分子与氢的主基双键; 9个含10个价电子的分子与氢的主基三键;（v）含1个价电子的H $_2^+$单键.
Spin covalent chemistry of carbon
本文基于价键三模态和自旋自由基概念，系统阐述了碳作为唯一元素所表现出的自旋共价化学，并利用自旋共价数学工具为碳物质改性、聚合与催化提供算法基础。
Two Protons, Two Positrons, and Four Electrons: Covalent Bond with van der Waals Characteristics
研究通过量子蒙特卡罗计算揭示了正电子氢分子（PsH）二聚体的键合性质，发现其具有类似共价键的量子关联，但强度与传统范德华相互作用相当。
Density Functionals that Recognize Covalent, Metallic, and Weak Bonds
在局域自旋密度近似（LSDA）或广义梯度近似（GGA）水平上的密度泛函理论的计算有效的半局域近似对弱相互作用的描述很差。我们改进的描述弱键（没有损失的准确性强的）从一个新开发的半局部元GGA（MGGA），通过将其应用到分子，表面和固体。我们认为，这种改进来自使用正确的MGGA无量纲成分，以识别所有类型的轨道重叠。
Accurate Reference Data for the Non-Additive Non-Interacting Kinetic Energy in Covalent Bonds
精确地计算了H $_2$、Li $_2$、Be $_2$，C $_2$，N $_2$，F $_2$，和Na $_2$在配分密度泛函理论中的应用。所得到的片段是唯一确定的，它们的总和再现了相应XC官能团的Kohn-Sham分子密度。我们比较使用分数轨道占用通常的PDFT系综方法治疗碎片的能量和密度。我们还比较了Fermi和von Weiz{ä}cker近似动能泛函的数值精确解，并找到了von Weiz{ä}cker解接近精确的重要区域。
Quantifying and mapping covalent bond scission during elastomer fracture
最近发现了许多新的柔软但坚韧的橡胶材料，并不断出现新的应用，如柔性假肢，可拉伸电极或软机器人。然而，这些材料的损伤和断裂的可靠的多尺度定量图片仍然没有出现，由于我们根本无法解开沿着断裂路径的化学键的不可逆断裂从内部分子摩擦耗散。在这里，通过耦合新的荧光力学化学与定量共聚焦显微镜映射，我们发现有多少和在哪里共价键被打破的弹性体断裂。我们的测量结果表明，键断裂附近的裂纹平面可以离域超过数百微米，并增加了100倍，这取决于温度和拉伸速率，指向一个复杂的耦合应变速率依赖的粘性耗散和应变依赖的不可逆网络断裂。这些发现描绘了一幅全新的软材料断裂图景，其中共价键断裂耗散的能量占总断裂能的比例比以前认为的要大得多。我们的研究结果开创了灵敏，定量和空间分辨检测键断裂，以评估各种软材料及其应用中的材料损伤。
Bond-counting potentials -- A classical many-body model of covalent bonding with exact solutions in one dimension
我们引入“键计数”的潜力，它提供了一个基本的描述共价键。这些简化的潜力是为了研究背后的各种相变的元素熔体，包括液-液相变（LLPT）在磷和铋的机制。作为第一个研究采用这种潜力，一维模型系统的解析解，包括其热力学性质和结构因子。在最简单的情况下，每个原子的化学价是$1$，并且存在单原子或双原子分子。在低温和中等压力下，系统几乎完全由分子组成，单个原子充当拓扑缺陷。稍微复杂一点的情况涉及$2$的化合价，具有单键或双键。该系统表现出从分子到聚合物相的一阶LLPT，如在磷中。在这种情况下，一维模型系统在低温下表现出有限尺寸系统的相分离。该系统的一个变体在加热分子凝聚相时也表现出非平衡相变，定性地类似于白磷中的沸腾。
Quantum dissection of a covalent bond with the entanglement spectrum
我们提出，空间密度矩阵，这是非常重要的量子纠缠的研究，编码的电子涨落和相关负责共价键。从这些密度矩阵，我们开发工具，使我们能够分析有多少身体波函数可以分解成真正的空间片。我们将这些工具应用于第一行二聚体，特别是，我们解决了文献中关于$\text{C}_2$分子中存在反第四键和反铁磁相关性的相互矛盾的证据。我们的研究结果表明，许多体效应增强反铁磁波动，但不相关的形成一个倒第四键。我们在$\text{C}_2$分子中鉴定了两个反向键，并建立了它们与$\text{Be}_2$分子中键的对应关系。此外，我们提供了一个新的解释的迈耶指数，引入部分键，以修复缺陷的分子轨道理论，并证明了Hartree-Fock波函数的C $_{2}$是不是一个三键。我们的研究结果表明，基于纠缠的方法可以导致比以前更现实的治疗分子和扩展系统。
Design monolayer iodinenes based on halogen bond and tiling theory
本文首次揭示卤键在二维碘单层中的关键作用，结合非边对边铺砌理论与M06-L从头算方法，自下而上设计出多种稳定碘烯结构，并发现其具有平带、非平庸拓扑和优异光学性质。
Chemical Bonding in Many Electron Molecules
化学键是复合分子系统中各子系统之间的不同相互作用所引起的稳定作用，在强键合类型中，共价键尤为重要。共价键的特征是所涉及的原子之间的距离很短的小原子团，这表明共价键本质上是一种局部效应，根据Lewis的说法，这是由共享电子对引起的。然而，能量稳定是一个近似的加性单电子效应，如Ruedenberg和同事所示。在由多电子子系统组成的系统中，电子的费米子性质决定了子系统中电子的分布结构，决定了子系统之间的局域相互作用。尤其重要的是泡利不相容原理（PEP），它指导着相同电子的相对位置。自旋和电荷重排对化学键合至关重要。量子化学方法，如CASSCF（完全活性空间SCF），也称为FORS（完全优化反应空间），可以覆盖所有这些过程。CASSCF波函数的标准构件是离域分子轨道，它不能显示局域效应。OVB（正交价键）是一种分析CASSCF波函数的方法，它揭示了影响成键能量和稳定体系空间结构的局域过程。这通过分析乙烯、二硅烯和硅乙烯的解离以及相应的逆反应来显示。方面的非绝热反应和子系统的纠缠进行了讨论。
Kinetic energy density functional based on electron distribution on the energy coordinate to describe covalent bond
本文基于能量坐标上的电子分布提出新动能泛函，成功实现H₂共价键束缚态，并开发势梯度法修正TF模型，替代GGA方法。
Structures of Molecules at the Atomic Level: Caffeine and Related Compounds
最近的研究表明，化学键的长度，无论是完全或部分共价或离子，是相邻原子和/或离子的半径之和。在研究核酸分子组分的键长数据时，发现（第一次）所有键长实际上都是相邻原子共价半径的总和。这项工作表明，咖啡因和相关分子中的键长同样是C、N、O和H的共价半径之和。这也是第一次能够获得这些分子的原子结构。
Missing short-range interactions in the hydrogen bond of compressed ice
结合拉格朗日-拉普拉斯力学和已知的长度-刚度松弛动力学的压力依赖性，我们已经确定了关键的，但往往被忽视的，在压缩冰的氢键的短程相互作用。这种方法已经能够确定的力常数，内聚能，势能的vdW和共价链段在每个准平衡态，以及它们的压力依赖性。证明了电子对间库仑排斥和链段强度差异在确定不对称氢键弛豫动力学和冰的异常性质中的重要性，结果证实了压缩缩短和硬化OH键，同时延长和软化共价键。
Thread bonds in molecules
提出了不寻常的化学键。每个键几乎都是共价键，但其特征在于分子中两个核之间的小半径$\sim 0.6\times 10^{-11}$ cm的线。在共价键中，主要的电子密度集中在线的外部。线是由电子波函数形成的，它在线上有奇异的趋势，由于与零点电磁振荡的相互作用，沿线的奇异性被电子“振动”切断。电子能量的典型值为（1-10）eV。由于胎面半径小，线内的电子动量的不确定性大，导致大的电子动能$\sim 1 MeV$。由于电磁零点振荡的能量的减少，该能量通过形成势阱来补偿。这类似于负范德华势的形成。螺纹粘合是稳定的，不会在化学或光学过程中产生或破坏。
Assessing the persistence of chalcogen bonds in solution with neural network potentials
非共价键合模式通常作为催化、超分子化学和功能材料等领域的设计原则而收获。然而，它们的计算描述通常忽略了有限的温度和环境效应，这促进了竞争相互作用并改变了它们的静态气相性质。近年来，基于密度泛函理论（DFT）数据训练的神经网络势（NNPs）越来越多地被用于模拟凝聚相的分子现象，其精度可与从头算方法相媲美。迄今为止，大多数应用都集中在固态材料或由有限数量的元素组成的相当简单的分子上。在这里，我们专注于持久性和强度的硫属元素键涉及苯并碲二唑在凝聚相。虽然已知含碲的杂芳族分子与阴离子和不同原子的孤对原子表现出明显的相互作用，但竞争性分子间相互作用的相关性，特别是与溶剂的相互作用，在实验上监测是复杂的，但在精确的电子结构水平上建模也是具有挑战性的。在这里，我们训练直接和基线NNP复制混合DFT能量和力，以确定什么是最普遍的非共价相互作用发生在溶质-Cl $^-$ -THF混合物。在显式溶剂中的模拟突出了与溶剂形成的硫族键的明显竞争和与溶液中的分子性质的直接后果的相互作用的短程方向性。与其他电位的比较（例如，AMOEBA，直接NNP和连续溶剂模型）也表明基线NNP提供了溶液中发生的非共价相互作用相互作用的可靠图像。
Sublayers Editing of Covalent MAX Phase for Nanolaminated Early Transition Metal Compounds
针对 A、X 子层均为共价键的 MAX 相无法常规刻蚀制备 MXene 的问题，本文利用高温熔盐中的反应性差异进行子层编辑，获得兼具 MXene 与过渡金属硫族化合物特征的 TMXCs，并可剥离为单层。
A Topological Data Analysis Perspective on Non-Covalent Interactions in Relativistic Calculations
拓扑数据分析（TDA）是一种强大的数学理论，在理论化学中基本上未被探索。在这项工作中，我们展示了如何TDA提供了新的见解的拓扑特征的电子密度和约化密度梯度，通过调查的Au 4-S-C6 H4-S '-Au' 4分子的成键的相对论的影响。然而，最近用分子中原子的量子理论[Anderson等人，欧洲化学J. 25，2538，2019]的结论是，从电子密度中新的拓扑特征的出现，相对论效应产生了金和氢原子之间的非共价相互作用，我们从它们的低持久性值（随着基组大小的增加而降低）表明这些特征并不显著。约化密度梯度的进一步分析证实在Au 4-S-C6 H 4-S ′-Au ′ 4中没有相对论诱导的非共价相互作用。我们认为，TDA应集成到电子结构分析方法，并被视为新的拓扑为基础的方法的发展的基础。
Polarization induced water molecule dissociation below the first-order electronic-phase transition temperature
光催化分解水制氢是替代污染环境的化石燃料和放射性核燃料的可靠选择之一。在这里，我们提供了明确的证据，蓝移和红移O $-$ H共价键内的一个单一的水分子吸附在MgO表面上的非对称位移极化率的结果的存在。MgO上吸附的H-O-H产生一个较弱的H-O键，而来自同一吸附水分子的另一个O-H共价键用较强的键补偿了这种效应。较弱的键（最接近表面），层间隧道电子和银衬底被证明是最小的解离激活能的原因在MgO单层。负责启动分裂机制的起源被证明是由于吸附的水分子的极化率的变化，这是进一步支持的温度依赖性的静态介电常数测量低于一阶电子相变温度的水。
Concept of chemical bond and aromaticity based on quantum information theory
量子信息理论（QIT）作为从量子系统中提取相关信息的标准技术出现在物理学中。它已经为量子计算、量子密码学和量子复杂性等新领域的发展做出了贡献。这就产生了一个问题，根据QIT，什么信息存储在分子中，这些分子本身也是量子系统。通过对分子系统的QIT中心量的严格分析，直接从物理原理和概念出发，引入了化学键和芳香性的概念。我们确定了共价键，给体-受体配价键，多重键，电荷位移键，芳香性，从从头算基本化学模型的统一图片。
Dissecting the hydrogen bond: a Quantum Monte Carlo approach
我们提出了一个变分蒙特卡罗（VMC）和晶格正则化扩散蒙特卡罗（LRDMC）研究的结合能和色散曲线的水二聚体。作为一种变体，我们使用JAGP波函数，一种共振价键（RVB）思想的实现。实际上，本工作的目的之一是研究如何键合的两个水分子，作为一个原型的氢键复合物，可以描述在一个JAGP方法。使用氧的惰性核的赝势，通过变分参数的完全优化，我们在VMC水平上获得了-4.5（0.1）Kcal/mol的结合能，而LRDMC计算给出了-4.9（0.1）Kcal/mol（实验5 Kcal/Mol）。计算的色散曲线在VMC和LRDMC水平上再现了最小位置和曲率。WF的质量使我们有可能通过适当地关闭JAGP中的行列式和Jastrow项来分解不同贡献的结合能：我们估计动力学对结合能的贡献约为1.4（0.2）Kcal/Mol，而共价贡献约为1.0（0.2）Kcal/Mol。因此，JAGP揭示了一个很有前途的WF描述系统中，分散力和共价力起着重要作用。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。