| NBO电荷计算对电中性原理的检验 |
| Verifying Principle of Electroneutrality by NBO Charge Calculations |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 徐嘉伟 | 南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省生物功能材料协同创新中心, 江苏省新型动力电池重点实验室, 南京 210023 | | | 邓力克 | 南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省生物功能材料协同创新中心, 江苏省新型动力电池重点实验室, 南京 210023 | | | 张浩哲 | 南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省生物功能材料协同创新中心, 江苏省新型动力电池重点实验室, 南京 210023 | | | 张焕禹 | 南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省生物功能材料协同创新中心, 江苏省新型动力电池重点实验室, 南京 210023 | | | 罗羽晨 | 南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省生物功能材料协同创新中心, 江苏省新型动力电池重点实验室, 南京 210023 | | | 颜馨雅 | 南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省生物功能材料协同创新中心, 江苏省新型动力电池重点实验室, 南京 210023 | | | 包建春 | 南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省生物功能材料协同创新中心, 江苏省新型动力电池重点实验室, 南京 210023 | | | 方敏 | 南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省生物功能材料协同创新中心, 江苏省新型动力电池重点实验室, 南京 210023
南京师范大学, 江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室, 南京 210023
南京大学, 配位化学国家重点实验室, 南京 210023 | fangmin@njnu.edu.cn | | 吴勇 | 南京师范大学化学与材料科学学院, 江苏省生物功能材料协同创新中心, 江苏省新型动力电池重点实验室, 南京 210023 | wuyong@njnu.edu.cn |
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| 摘要: 我们在B3LYP/6-31++G（d，p）计算级别下计算了[M（H2O）6]3+（M=Sc~Co）、[Co（Ⅲ）L6]（L=F-、H2O、NH3、CN-），以及基于α-Al2O3晶体结构搭建的铝氧簇Al3O（OH）7（H2O）5（Al3）和Al6O6（OH）6（H2O）5（Al6）的NBO电荷。除[Co（NH3）6]3+外，其它化合物均不符合经典教科书中的电中性原理，具有超出-1~+1范围的电荷。此外，我们发现中心原子的电荷受到配位原子种类的极大影响，而这一规律未在电中性原理的表述中。计算结果表明，从[CoF6]3-到[Co（CN）6]3-，中心离子上所带电荷量从+1.639变化至-1.360，且中心离子上所带电荷随其离子势的增大而降低。另外基于对铝氧簇的计算，我们预测α-Al2O3中的Al原子所带电荷应为2.1±0.1。 |
| 关键词: 电中性原理 理论与计算化学 NBO电荷 密度泛函理论 |
| 基金项目: 国家自然科学基金（No.21071082，21471081，21533012）和江苏省大学生创新创业培训计划（No.201910319079Y）资助项目。 |
| Abstract: NBO charges of[M(H2O)6]3+ (M=Sc~Co),[Co (Ⅲ) L6] (L=F-, H2O, NH3, CN-), Al3O(OH)7(H2O)5 (Al3) and Al6O6(OH)6(H2O)5 (Al6) created based on α-Al2O3 were calculated at B3LYP/6-31++G(d,p) level of density functional theory (DFT). Except for[Co(NH3)6]3+, they all violate the principle of electroneutrality (EN) by having charges out-side the range of +1 to -1. In addition, the charge for the central metal ion is drastically influenced by the type of the coordination atoms, which is not included in the current EN principle. The charges of Co3+ in[CoF6]3- and[Co(CN)6]3- were found to be 1.639 and -1.360, respectively. When the ionic potential of the central atom increases, its charge would decrease. Based on our calculation, we predict the charge of Al in α-Al2O3 is 2.1±0.1. |
| Keywords: principle of electroneutrality theoretical and computational chemistry NBO charge density functional theory |
| 投稿时间：2020-03-11 修订日期：2020-07-07 |
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| 徐嘉伟,邓力克,张浩哲,张焕禹,罗羽晨,颜馨雅,包建春,方敏,吴勇.NBO电荷计算对电中性原理的检验[J].无机化学学报,2020,36(11):2157-2168. |
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