为什么Si₂H₂不是线性的 一个内在的准原子结合分析

科学领域:

• 计算化学
• 量子化学
• 分子光谱学

背景情况:

• 乙 (C2H2) 和它的类型 (Si2H2) 是价值同电子分子.
• 不同的几何同体的相对稳定性 (分桥,横曲,线性) 在C2H2和Si2H2之间有所不同.
• 了解能源贡献是解释结构偏好的关键.

研究的目的:

• 分析C2H2和Si2H2分子能量中的原子内和原子间能量贡献.
• 阐明Si2H2中的几何同体与C2H2之间的不同能量偏好.
• 将原子内部的能量变化与重原子杂交联系起来.

主要方法:

• 为Si2H2和C2H2的各种几何结构计算分子能量.
• 从多配置自一致场 (MCSCF) 波函数分析密度矩阵.
• 用准原子轨道来表示密度矩阵,以分离原子内和原子间的贡献.

主要成果:

• 对Si2H2来说,分子能量以二桥式<横曲<线性的顺序增加,而对于C2H2来说,线性是全球最小值.
• 原子内部的贡献变得不那么有利,而原子间的结合贡献则变得更加有利.
• 对于Si2H2,不利的原子内部能量变化超过了结合相互作用,而对于C2H2,结合相互作用则超过了原子内部变化.

结论:

• Si2H2异构体的稳定性差异归因于原子内部抗结能变化的普遍性,而不是原子间结合的贡献.
• 相比之下,C2H2的稳定性是由原子间结合相互作用在原子内能量变化的优势所决定的.
• 这些系统中的原子内部能量变化与在甲 (CH4) 中观察到的混合变化相似.