
【化】 unpaired electron density
不成對電子密度(Unpaired Electron Density)是量子化學和材料科學中的重要概念,指物質中未參與成鍵的單個電子在空間分布的概率密度。該參數常用于描述自由基、過渡金屬配合物及磁性材料中電子的局域化特性。
從物理化學角度,不成對電子密度可通過電子自旋共振(ESR)或密度泛函理論(DFT)計算獲得。例如,在過渡金屬氧化物中,未配對d軌道電子的密度分布直接影響材料的磁學性質與催化活性。英國皇家化學會(RSC)的術語庫指出,該參數與磁化率、氧化還原活性存在定量關聯。
該概念的典型應用包括:
根據《高等無機結構化學》教材,不成對電子密度的數學表達可簡化為: $$ rho{unpaired}(r) = sum{i} |psi_i(r)| $$ 其中$psi_i(r)$代表未成對電子的波函數。該公式在劍橋晶體學數據庫(CCDC)的結構解析中具有實際應用價值。
不成對電子密度是指單位空間體積内未成對電子的數量或概率分布,反映了這些電子在原子或分子中的空間集中程度。以下是詳細解釋:
基本定義
不成對電子(未成對電子)指在原子或分子軌道中單獨存在、未與其他電子配對的電子。例如,氯原子(Cl)最外層p軌道有5個電子,其中1個是不成對電子。
密度則描述這些電子在特定區域的分布密集程度,類似于電子雲密度的概念,但專指未配對的電子。
化學意義
應用場景
相關概念延伸
在量子化學中,不成對電子密度常與自旋密度關聯,後者描述電子自旋的分布差異。例如,金屬配合物中不成對電子密度高可能導緻順磁性增強。
不成對電子密度是表征未配對電子空間分布的關鍵參數,對理解物質反應性、磁性和結構特性具有重要意義。
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