理学院刘禹副研究员与澳大利亚新南威尔士大学Schmidt教授、Frankcombe副教授相助，，，在量子化学多电子波函数剖析方面取得主要希望，，，相关研究效果以“Energetics of Covalent Bonding from Wave Function Tiles”为题揭晓在化学领域顶级学术期刊Journal of the American Chemical Society。。。。。

在化学基础研究中，，，无论是关于分子系统，，，照旧化学反映历程等的探索，，，关于相关化学键的形貌都是十分基础却至关主要的一环。。。。。随着路易斯结构式的提出和量子力学的生长，，，现在，，，分子轨原理论和价键理论已生长成为化学键理论研究的两大支柱。。。。。其中，，，得益于优异的数学形式在连系盘算机手艺上的便当性，，，和离域化电子波函数关于π轨道电子的更准确形貌，，，分子轨原理论在量子化学研究中逐渐占有主导职位。。。。。另一方面，，，建设在路易斯电子对基础上的价键理论，，，可以在三维空间内使用定域化的电子对形貌化学键，，，显然更容易被实验化学家和高等化学课本等接受。。。。。虽然多电子波函数能给出更准确的物理性子，，，可是其超高的维度，，，使得关于总体波函数的三维可视化保存难题。。。。。其焦点瓶颈在于，，，横亘在分子轨原理论和价键理论中心的“墙”是否可以被有用买通。。。。。刘禹副研究员专注于波函数可视化剖析偏向，，，与澳大利亚新南威尔士大学Schmidt教授和Frankcombe副教授相助开发了一套波函数可视化要领DVMS。。。。。通过连系蒙特卡洛、数理统计、拓扑图像等要领，，，DVMS可以直接将高维波函数整体投影到三维空间，，，并以自力电子的形式来形貌化学键。。。。。DVMS要领不改变原始波函数，，，不引入特另外化学履历，，，可对应于差别化学系统，，，具有强盛的兼容性和可塑性，，，为化学键剖析提供了奇异的研究视角。。。。。

本文聚焦于乙烷分子（H3C-CH3）中碳-碳共价键的形成历程，，，针对波函数无法形貌化学键中单个电子能量转变的问题，，，通过DVMS要领将乙烷分子在碳-碳共价键刚性形成历程中（C-H键构型坚持稳固）的波函数整体投影到三维空间并拆分成18个自力电子的区域，，，从而有用地将单个自力电子的动能和势能等能量性子从波函数中提取了出来。。。。。由此一来，，，化学键形成历程中的动能、势能、偶极矩等转变，，，都可以通过电子物理性子的简朴线性加和来直观形貌。。。。。研究批注，，，两个甲基在形成乙烷历程中，，，随着两个碳原子的逐渐靠近，，，碳-碳键上的动能先由于甲基的相互作用小幅降低，，，再快速升高至成键。。。。。相反，，，势能部分在键形成初期由于成键区域电子密度的升高而小幅升高，，，再由于两个甲基空间位置的靠近而快速降低。。。。。该研究首次乐成在多电子波函数内直接剖析自力电子的能量，，，提出了碳-碳单键形成历程中动能是主要的量子力学驱动力，，，并直观地泛起了目的化学键区域对应波函数的扩张、缩短和成键转变情形。。。。。

j9九游会理学院刘禹副研究员为论文第一作者和配合通讯作者，，，澳大利亚新南威尔士大学Prof. Timothy Schmidt, A/Prof. Terry Frankcombe为配合通讯作者。。。。。j9九游会为第一作者单位和配合通讯作者单位。。。。。该研究获得了国家自然科学基金等经费的支持。。。。。

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c02274