一种解析化学反应的量子信息方法
A quantum informational approach for dissecting chemical reactions
摘要:
我们提出了一个概念上不同的方法来剖析键形成过程中的金属驱动的催化使用的概念,从量子信息理论。我们的方法利用分子轨道之间的纠缠和关联来分析伴随化学过程的电子结构变化。作为一个证明的原则的例子,镍乙烯键形成的演变进行解剖,使我们能够监测的相互作用的背键和$π$捐赠沿反应坐标。此外,用量子化学方法分析了镍-乙烯络合的反应途径,揭示了一个过渡态的存在。我们的研究支持了金属对配体的反馈在镍-乙烯成键过程中的重要作用。
英文摘要:
We present a conceptionally different approach to dissect bond-formation processes in metal-driven catalysis using concepts from quantum information theory. Our method uses the entanglement and correlation among molecular orbitals to analyze changes in electronic structure that accompany chemical processes. As a proof-of-principle example, the evolution of nickel-ethene bond-formation is dissected which allows us to monitor the interplay of back-bonding and $π$-donation along the reaction coordinate. Furthermore, the reaction pathway of nickel-ethene complexation is analyzed using quantum chemistry methods revealing the presence of a transition state. Our study supports the crucial role of metal-to-ligand back-donation in the bond-forming process of nickel-ethene.
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