硝酸根（NO3-）的ELF盆分析疑问

yaochuang

各位老师好，

     我在用Multiwfn做NO3-的ELF盆分析时，对盆内电子密度进行了积分，发现了N和O上的孤对电子与常规概念不相符合的情况，请问这种情况怎么解释呢？

首先分析了N—O之间的共价键上ELF盆内的电子密度积分1.7，接近2，可以认为是单键吧。


1. 按照以上的分析，氧上应该有三对孤对电子对吗？ELF临界点显示仅有两对孤对电子，但是每对孤对电子对应的ELF盆中的电子积分为2.94，远大于一对孤对电子的理论值2，这是为什么呢？
2. 在N的上下有两个ELF（3，-3）临界点，每一个电子积分只有0.37，就算加起来也仅有0.74，小于1，与理论上N上应该存在一对孤对电子相差较远。在结合N—O之间共价键的电子1.7，计算出来N的价层电子只有1.7*3+2*0.37=5.84，这也远小于价层8电子的要求。

yaochuang

sobereva 发表于 2018-10-13 01:00
不应当用一些经典化学概念太机械化、刻板地解释ELF和ELF盆布居数。有些经典化学概念、思考问题的方式，从物 ...

谢谢sob老师的解答。

sobereva

不应当用一些经典化学概念太机械化、刻板地解释ELF和ELF盆布居数。有些经典化学概念、思考问题的方式，从物理上并不准确，甚至是没法证明合理性的，只是便于理解和讨论问题才一直流行至今。

比如对HF如果你做盆分析，并不会看到F上面有三个对应孤对电子的(3,-3)ELF极值点、每个盆有大约2.0个电子，而是有一圈ELF极大点，从ELF等值面上也会看到形成一个环形。

做ELF盆分析前我建议总是看一下ELF等值面图，先对ELF分布特征有一个整体的把握。

当前情况，诸如8、9，你就把它们的布居数之和理解成氧上的孤对电子的总电子数就行了。二者加和是6，你可以再试图按照经典化学概念强行说成氧上有三个孤对电子。
ELF是比较真实地、物理地展现化学体系中电子定域化的特征，对当前体系比较恰当、基本适用的化学概念可以还原，但有的化学概念此时则是过于主观臆测、过于朴素，是注定没法还原的