Orbital thích hợp, orbital nguyên tử thích hợp và orbital liên kết thích

7. Cấu trúc của luận văn

1.9.2. Orbital thích hợp, orbital nguyên tử thích hợp và orbital liên kết thích

(NAO) và orbital liên kết thích hợp (NBO)

1.9.1. Orbital khu trú

Orbital phân tử khu trú (LMO) là những MO mà bị giới hạn về mặt không gian với một thể tích tương đối nhỏ, do đó thể hiện rõ nguyên tử nào hình thành liên kết và những LMO nào có thuộc tính gần như nhau trong cùng một đơn vị cấu trúc trong những phân tử khác nhau [2].

1.9.2. Orbital thích hợp, orbital nguyên tử thích hợp và orbital liên kết thích hợp hợp

Mật độ electron được tính từ hàm sóng chính là bình phương môđun của hàm sóng: Ψ2 = Ψ*Ψ (I.71). Ma trận mật độ rút gọn bậc k, ký hiệu γk: ( ) 2 1 (r) 2G(r) V(r) 4  = +

(1.77)

Chú ý: Tọa độ của Ψ và Ψ* khác nhau. Toán tử Hamilton chỉ chứa toán tử 1 electron và 2 electron nên ma trận mật độ rút gọn bậc 1 (γ1(r1, r1’)) và bậc 2 (γ2(r1, r2, r1’, r2’)) có vai trò quan trọng trong thuyết cấu trúc electron. Ma trận (γ1(r1, r1’)) được chéo hóa và vectơ trị riêng gọi là orbital tự nhiên. Trị riêng tương ứng chính là số electron (Nelec). Khái niệm orbital thích hợp được sử dụng cho việc phân bố electron trong những orbital nguyên tử và phân tử, do đó điện tích nguyên tử và liên kết phân tử được xác định [33]. Ý tưởng phân tích mật độ electron dựa vào NAO và NBO được F.Weilhold và cộng sự đưa ra nhằm sử dụng ma trận mật độ 1 electron để định nghĩa hình dạng của orbital trong môi trường phân tử và liên kết trong phân tử từ mật độ elctron giữa các nguyên tử. Những NAO có thuộc tính chiếm cực đại trong môi trường phân tử và là những orbital tốt nhất tại tất cả các khoảng cách. Tương tự, ta có thể nhận được những orbital liên kết thích hợp (NBO) tối ưu khi tìm kiếm những orbital riêng chiếm cao nhất trong mỗi vùng liên kết giữa hai nguyên tử A và B, ký hiệu là θi(AB), với số chiếm ni(AB). Chương trình để tính NAO và NBO trong gói chương trình NBO 5.G, thường được tích hợp với các phần mềm tính toán như Gaussian, Gamess.

Bộ NBO kiểu Lewis gồm : orbital một lõi-một tâm (kí hiệu CR trong dữ liệu đầu ra của chương trình NBO), đôi electron riêng (LP) và orbital liên kết 2 tâm (BD). Bộ NBO không Lewis gồm : orbital không liên kết-không bị chiếm (LP*), orbital vỏ hóa trị thêm vào (RY*) và orbital phản liên kết hóa trị (BD*). Phân tích NBO rất hữu ích trong việc hiểu sự thay đổi và bản chất hóa học

( )

( elec) ( elec) elec

k 1 k 1 k * elec 1 k k+1 N 1 k k+1 N k+1 N γ r ,...,r ,r ',...,r ' N = Ψ r ',...,r ',r ,...,r Ψ r ,...,r ,r ,...,r dr ...dr k        

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU VÀ TƯƠNG TÁC YẾU