极性分子键角与键偶极矩的关系.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)JulyActaP．一Chim．Sin．2016，32(7)，1639—16481639[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201604062www．whxb．pku．edu．ca极性分子键角与键偶极矩的关系曹静思韦美菊陈飞武f北京科技大学化学与生物工程学院化学与化学52程系，功能分子与晶态材料科学与应用北京市重点实验室，北京100083)摘要：研究了基态极性分子的键角和键偶极矩之间的关系。我们采用原子偶极矩校正的Hirshfeld(ADCH)电荷来计算键偶极矩，利用电子的局域

2、函数和键临界点处的局域函数值来分析键的电子结构。通过对IVA族(IVA=C，Si，Ge)、VA族(VA=N，P，As)、VIA族(VIA=0，S，Se)和VIIA族(VIIA=F，CI，Br)元素形成的系列共价型基态分子，以及环状基态分子的键角和键偶极矩数据进行分析，发现在键的电子结构类似的情况下，由于键偶极矩的排斥作用，这些分子的键角随键偶极矩的增加而增大。这一发现有助于加深我们对分子几何结构的认识。关键词：极性分子：键角；键偶极矩；原子电荷；电子局域函数中图分类号：O641RelationshipbetweentheBondDipoleMome

3、ntandBondAngleofPolarMoleculesCAOJing-SiWEIMei—JuCHENFei—Wu(DepartmentofChemistryandChemicalEngineering,SchoolofChemistryandBiologicalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing；BeijingKeyLaboratoryforScienceandApplicationofFunctionalMolecularandCrystallineMaterials，Be

4、ijing100083，PR．China)Abstract：TherelationshipbetweenthebondangleandbonddipolemomentiSinvestigated．TheatomicdipolemomentcorrectedHirshfeId(ADCH)chargesareusedtocalculatethebonddipolemoment．TheelectronlocalizationfunctionanditsvaluesatthebondcriticaIpointsareexploitedtoanalyzeth

5、ebondSelectronicstructures．ThroughanalyzingthedataofaseriesofcovalentcompoundsformedbytheIVA(1＼，A=C，Si，Ge)，VA(VA=N，P，As)，VIA(VIA：O，S，Se)andVIIA(VIIA=F，CI，Br)groupelements，itisfoundthat，owingtotherepulsionofbonddipolemoments。thebondanglesofthesemoleculesbecomelargerastheircorre

6、spondingbonddipolemomentsincreaseifthebondselectronicstructuresaresimilar．ThisobservationiSalsotruefortheringmoleculesstudiedhere，althoughastressexistswithinthering．KeyWords：Polarmolecule；Bondangle；Bonddipolemoment；Atomcharge；Electroniclocalfunction1引言要属性之一。偶极矩的大小反映分子极性的大分子有很多

7、性质，如偶极矩、电离势、电子小，偶极矩大则分子的极性也大，反之亦然。分亲和势等。这些性质常常相互联系，其中一些性子偶极矩可以通过实验方法来测量，如溶液法、质，如偶极矩，可用来解释分子间的弱相互作分子光谱法，也可以通过量子化学方法计算得用，或说明分子的几何结构。偶极矩是分子的重到。此外利用分子基函数的偶极矩还可计算分子Received：Januaryll，2016；Revised：April6，2016；PublishedOnWeb：April6，2016．Correspondingauthor．Email：chenfeiwu@ustb．edu．cn

8、；Tel：+86—10—62332689．TheprojectwassupportedbytheNationalNatur