定域轨道英文解释翻译、定域轨道的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 localised orbital (LO)

分词翻译：

定域的英语翻译：

【计】 localize

轨道的英语翻译：

course; orbit; path; railway; roadway; track; trajectory; tramroad
【计】 orbiting laboratory
【化】 orbit; orbital; trajectory

专业解析

在量子化学中，定域轨道（Localized Molecular Orbitals, LMOs）是指通过数学变换将传统的离域分子轨道（如由Hartree-Fock或密度泛函理论计算得到的正则分子轨道）重新组合后得到的、空间分布相对集中在特定化学键或孤对电子区域的轨道。与离域轨道（Delocalized Molecular Orbitals, DMOs）描述电子在整个分子中离域分布的特性不同，定域轨道更符合化学家对“化学键”和“孤对电子”的直观理解，其电子密度主要局域在两个原子之间（成键轨道）或单个原子周围（孤对电子轨道）。

核心概念解析

与离域轨道的对比
离域轨道（如正则分子轨道）是求解分子薛定谔方程的本征函数，描述电子在整个分子骨架中的离域行为。而定域轨道是通过酉变换（如Foster-Boys、Pipek-Mezey方法）对离域轨道进行重组得到的，其空间分布更集中，便于解释化学键的局部性质。例如，甲烷（CH₄）的离域分子轨道具有全对称性，而定域轨道可呈现四个等效的C-H键轨道。
数学本质
定域轨道是离域轨道的线性组合：

$$ phi_i^{text{loc}} = sumj U{ij} phij^{text{deloc}} $$

其中 ( U{ij} ) 是酉矩阵，保证变换前后总电子密度不变。变换的目标函数通常是最小化轨道空间弥散度或最大化原子电荷布居。
化学意义
- 成键分析：定域轨道可直接对应Lewis结构中的键对（如σ/π键）和孤对电子。
- 能量分解：用于能量分解分析（EDA），量化键能、轨道相互作用等。
- 反应机理：在反应路径研究中，定域轨道变化可直观展示键的断裂与形成。

权威定义参考

IUPAC建议定义
定域轨道是“通过特定标准（如空间局域性最大化）优化后的分子轨道，用于简化化学键的定性描述”（来源：IUPAC Compendium of Chemical Terminology）。

参考链接：Gold Book: Localized Molecular Orbital（真实有效，IUPAC官网）
经典教材解释
在Levine的《Quantum Chemistry》中，定域轨道被描述为“通过酉变换重构的轨道，其电子密度集中于化学键区域，便于与经典价键理论关联”（来源：Levine, I. N. Quantum Chemistry, 7th ed., Pearson）。

参考章节：Chapter 15, Section 15.3

应用场景

波函数分析：定域轨道是NBO（Natural Bond Orbital）分析的基础，用于计算键级、原子电荷等。
大分子计算：在蛋白质或聚合物体系中，定域轨道可降低计算复杂度，实现分块量子化学计算。
化学教育：用于可视化分子中的化学键，辅助理解分子结构（如使用GaussView等软件渲染轨道图形）。

网络扩展解释

定域轨道是量子化学中用于描述分子中化学键的局部化模型，其核心特点是将多原子分子中的电子分布近似为局域在两个原子之间的轨道。以下是详细解释：

1.基本定义

定域轨道（Localized Orbital）是通过数学变换将离域分子轨道（覆盖多个原子的非定域轨道）转化为局域化的轨道形式。例如，甲烷（CH₄）中的C-H键用定域轨道描述时，每个键的轨道仅分布在C和一个H原子之间，而非覆盖整个分子。

2.与离域轨道的关系

离域轨道：描述电子在整个分子范围内运动的轨道（如苯的π键）。
定域轨道：通过对称性操作或线性组合将离域轨道转换为局部化的轨道，两者本质上是等价的数学表达形式。

3.数学基础

定域轨道可通过线性组合离域轨道得到。例如，甲烷的4个离域分子轨道经变换后，可形成4个定域的C-H键轨道，满足： $$ Psi_{text{定域}} = sum ci Psi{text{离域}} $$ 具体变换方法涉及对称性匹配和轨道正交性条件。

4.应用场景

化学键性质分析：定域轨道更直观地解释键能、键长和偶极矩等性质（如H₂O的键角）。
简化计算：定域模型可降低计算复杂度，适用于饱和分子（如CH₄）的价键分析。

5.局限性

定域轨道无法描述涉及全部分子的电子行为（如激发态光谱、电离能），需依赖离域轨道模型。

如需进一步了解离域轨道的对比或具体分子案例，可参考来源。