求助煤分子前线轨道分析

一个平凡之人

我看了一本关于煤自燃量子化学的书，有几个问题想要请教一下各位老师，具体情况是这样的。
书中提到应用高斯03软件，应用密度泛函理论计算得到了煤分子与氧分子的前线轨道能量（HOMO和LUMO）
                    HOMO/eV               LUMO/eV
氧分子             -5.687                  -3.537
煤分子             -7.565                  -5.66

1、-5.687中的负号怎样理解？能量不都应该是正的吗？
2、a.煤分子最高占据轨道能量（HOMO:-7.565）高于氧分子最高占据轨道能量（HOMO:-5.687）
     b.煤分子最低空轨道能量（LUMO:-5.66）和氧分子最高占据轨道能量（HOMO:-5.687）相差不大
由ab两条可以推导出，在煤氧反应中，是煤分子的电子向氧分子转移。
a条是不是改成煤分子最高占据轨道能量大大高于氧分子最低空轨道能量更好？我可不可以这样理解？因为煤分子最高占据轨道的能量大大高于氧分子的最低空轨道能量，所以电子容易从高能量轨道转移到低能量轨道？所以煤分子中电子转移向氧分子。而氧分子的最高占据轨道能量与煤分子最低空轨道能量相近，所以电子不容易从氧分子转移向煤分子？
3、书中说到氧分子的最低空轨道与煤分子的最高占据轨道接近，所以氧分子的最高占据轨道不会把电子提供给煤分子的最低空轨道。这句话中的“接近”二字这应该怎么理解？它们的能量差别很大，也不接近呀！说的是什么东西接近？还有，前半句和后半句的逻辑关系是什么？
4、各位老师能不能给推荐一些讲前线轨道理论的文献？最好是比较经典的那种，我来学习一下。

wzkchem5

1. 轨道能量是相对于电子在真空中的能量而言的，既然是相对能量，自然没有总是正值之说
2-3. 这个论述完全是错误的。首先，讨论能量的高低必须注意能量的正负号，因此-7.565应该认为是低于-5.687而不是高于。此外，占据轨道能量高于空轨道能量不是发生电子转移的必要条件，也不是充分条件。
4. 参见Jensen的Introduction to Computational Chemistry，虽然不是专讲这个的书，但是有这方面的章节。
此外从你摘的你这本书的章节来看，你这本书完全不靠谱，建议不要信。量化常识问题先不论，正经的文献就不应该把煤称为分子。

sobereva

市场上中文的书里面讲量化靠谱的很少，你若想学量化，有的是优秀的外文专著，初学者别随便看、随便信乱七八糟的中文书。你看的是哪本我心里有数，虽然我没买过，但看你的叙述，这书的质量真是够呛

煤的组成是相当复杂的，随随便便说一个煤分子，这本身就极具误导性

前线轨道理论在物理意义更严格、内容更丰富的概念密度泛函理论兴起之后就已经很大程度过时了，你想考察这些问题应该把概念密度泛函理论的基础学了，仔细看：
概念密度泛函综述和重要文献合集 http://bbs.keinsci.com/thread-384-1-1.html

在下个月举办的第六届量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班里我也会详细讲概念密度泛函理论。

chemhou

sobereva 发表于 2020-10-13 21:39
市场上中文的书里面讲量化靠谱的很少，你若想学量化，有的是优秀的外文专著，初学者别随便看、随便信乱七八 ...

这何止是不懂量化，连基本的常识都不懂。怎么会有煤分子这个东西？难道再出来一个空气分子

一个平凡之人

wzkchem5 发表于 2020-10-13 20:28
1. 轨道能量是相对于电子在真空中的能量而言的，既然是相对能量，自然没有总是正值之说
2-3. 这个论述完全 ...

非常感谢您的解答，以后我会多看外文书籍。

一个平凡之人

sobereva 发表于 2020-10-13 21:39
市场上中文的书里面讲量化靠谱的很少，你若想学量化，有的是优秀的外文专著，初学者别随便看、随便信乱七八 ...

非常感谢您的回复，我会认真学习您给推荐的文献的。

一个平凡之人

chemhou 发表于 2020-10-14 05:03
这何止是不懂量化，连基本的常识都不懂。怎么会有煤分子这个东西？难道再出来一个空气分子

嗯嗯，谢谢您的回答，现在想想这个概念确实有些问题。

chemhou

一个平凡之人 发表于 2020-10-14 08:47
嗯嗯，谢谢您的回答，现在想想这个概念确实有些问题。

那完全是在胡说八道嘛....扎实理解高中基础化学的都不会说出来煤分子这个词。

登登

煤是一个非生命体系的物质，不同矿区，不同品质的煤的分子结构大不相同。现在煤化工领域一般会针对一种煤用各种测试手段和元素分布去获得一个平均的大分子结构，然后去做分子模拟。也有人会用一个芳香环连接不同的煤中的官能团做量子化学研究。这本书我也看过，年代已经很久了，没什么参考价值，说煤分子也不为过，它既不能像固体晶体那样研究，也不能像孤立体系的分子那样研究，那只能搭建一个平均的大分子结构，总要研究的呀。

一个平凡之人

登登 发表于 2020-10-16 09:39
煤是一个非生命体系的物质，不同矿区，不同品质的煤的分子结构大不相同。现在煤化工领域一般会针对一种煤用 ...

嗯嗯，是这样的，2007年出版的书，到现在有十几年了。我也看了一些硕士论文，他们大多都是像你说的那样，用各种仪器测，然后构建一个平均构型研究。但是现在我的条件有限，没有那些设备给我用，所以我打算用你说的用芳香环连接各种官能团研究。看样子你也是做和我这方向相关的领域，以后可以多交流。

chemhou

登登 发表于 2020-10-16 09:39
煤是一个非生命体系的物质，不同矿区，不同品质的煤的分子结构大不相同。现在煤化工领域一般会针对一种煤用 ...

混合物何来分子一说？基本的东西与年代久远不久远无任何关系。