NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT LIÊN KẾT HYDRO X–H∙∙∙O/N (X = C, N) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC LƯỢNG TỬ

25
Nếu một phân tử có thể chia nhỏ thành nhiều phần thể tích, mỗi phần ứng với
một hạt nhân cụ thể thì mật độ electron có thể được lấy tích phân để thu được số
electron có mặt trong mỗi “chậu nguyên tử” (atomic basin) và điện tích nguyên tử:
QA ZA
(r)dr
(1.68)
A
Trong đó: Q A là điện tích nguyên tử A, Z A là điện tích hạt nhân A, Ω A là
chậu nguyên tử A.
Việc chia “chậu nguyên tử” trong một phân tử đòi hỏi phải có “sự lựa chọn”
để một yếu tố thể tích trong không gian sở hữu một hạt nhân. Cách phân chia hợp lý
nhất là phương pháp AIM của Richard Bader. Phương pháp này sử dụng mật độ
electron như điểm bắt đầu. Dựa vào mật độ electron (ρ(r)) có thể rút ra những thông
tin hóa học cụ thể. Nhân tố chính để xác định mật độ electron (ρ(r)) là vectơ građien
(ρ(r)): ( ) u u u
(1.69)
x y z
x y z
Trong đó u ,u ,u
x y z là 3 vectơ đơn vị. Vectơ này vuông góc với bề mặt mật
độ electron và hướng vào đường dốc thấp nhất. Một chuỗi của những vectơ građien
vi phân hợp thành một đường građien. Vì những vectơ građien có một hướng nên
đường này cũng có một hướng: đi lên hoặc xuống. Tất cả chúng được hút đến 1
điểm trong không gian gọi là “điểm hút” (attractor). Vì vậy, những đường građien
có một điểm đầu và một điểm kết thúc; và có thể kéo dài đến vô cùng hoặc một số
điểm trong phân tử. Tất cả những hạt nhân là những “attractor” và tập hợp những
đường građien mà mỗi hạt nhân hút được gọi là chậu nguyên tử “atomic basin”
được ký hiệu . Đây là điểm quan trọng nhất của thuyết AIM vì “chậu nguyên tử”
cấu thành nên phần không gian định vị một nguyên tử. Điểm quan trọng thứ hai của
thuyết AIM là định nghĩa về liên kết. Điểm tới hạn (CP) là điểm mà có mật độ
electron rất lớn hoặc vectơ građien bằng zero, hay nói cách khác điểm tới hạn là
những điểm trong không gian mà ρ(r) bằng zero. Một số đường građien không
bắt đầu từ vô cùng mà bắt đầu từ một điểm cụ thể ở giữa hai hạt nhân, điểm này gọi
là điểm tới hạn liên kết (BCP). Hai đường građien mà mỗi đường bắt đầu tại BCP