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FALDI-based decomposition of an atomic interaction line leads to 3D representation of the multicenter nature of interactions
Journal of Computational Chemistry ( IF 3.4 ) Pub Date : 2018-02-05 , DOI: 10.1002/jcc.25175 Jurgens H. de Lange 1 , Daniel M. E. van Niekerk 1 , Ignacy Cukrowski 1
Journal of Computational Chemistry ( IF 3.4 ) Pub Date : 2018-02-05 , DOI: 10.1002/jcc.25175 Jurgens H. de Lange 1 , Daniel M. E. van Niekerk 1 , Ignacy Cukrowski 1
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Atomic interaction lines (AILs) and the QTAIM's molecular graphs provide a predominantly two‐center viewpoint of interatomic interactions. While such a bicentric interpretation is sufficient for most covalent bonds, it fails to adequately describe both formal multicenter bonds as well as many non‐covalent interactions with some multicenter character. We present an extension to our Fragment, Atomic, Localized, Delocalized and Interatomic (FALDI) electron density (ED) decomposition scheme, with which we can measure how any atom‐pair's delocalized density concentrates, depletes or reduces the electron density in the vicinity of a bond critical point. We apply our method on five classical bonds/interactions, ranging from formal either two‐ or three‐center bonds, a non‐covalent interaction (an intramolecular hydrogen bond) to organometallic bonds with partial multicenter character. By use of 3D representation of specific atom‐pairs contributions to the delocalized density we (i) fully recover previous notion of multicenter bonding in diborane and predominant bicentric character of a single covalent CC bond, (ii) reveal a multicenter character of an intramolecular H‐bond and (iii) illustrate, relative to a Schrock carbene, a larger degree of multicenter MC interaction in a Fischer carbene (due to a presence of a heteroatom), whilst revealing the holistic nature of AILs from multicenter ED decomposition. © 2018 Wiley Periodicals, Inc.
中文翻译：
基于 FALDI 的原子相互作用线分解导致相互作用的多中心性质的 3D 表示
原子相互作用线 (AIL) 和 QTAIM 的分子图提供了原子间相互作用的主要双中心观点。虽然这种双中心解释对于大多数共价键来说已经足够了，但它无法充分描述正式的多中心键以及许多具有某些多中心特征的非共价相互作用。我们提出了对碎片、原子、局部、离域和原子间 (FALDI) 电子密度 (ED) 分解方案的扩展，通过它我们可以测量任何原子对的离域密度如何集中、耗尽或降低附近的电子密度键临界点。我们将我们的方法应用于五种经典键/相互作用，从正式的双中心键或三中心键，与具有部分多中心特征的有机金属键的非共价相互作用（分子内氢键）。通过使用特定原子对对离域密度贡献的 3D 表示，我们 (i) 完全恢复了以前乙硼烷中多中心键合的概念和单个共价 CC 键的主要双中心特征，(ii) 揭示了分子内氢键和 (iii) 说明，相对于 Schrock 卡宾，Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于杂原子的存在），同时揭示了多中心 ED 分解的 AILs 的整体性质. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. 通过使用特定原子对对离域密度贡献的 3D 表示，我们 (i) 完全恢复了以前乙硼烷中多中心键合的概念和单个共价 CC 键的主要双中心特征，(ii) 揭示了分子内氢键和 (iii) 说明，相对于 Schrock 卡宾，Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于杂原子的存在），同时揭示了多中心 ED 分解的 AILs 的整体性质. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. 通过使用特定原子对对离域密度贡献的 3D 表示，我们 (i) 完全恢复了以前乙硼烷中多中心键合的概念和单个共价 CC 键的主要双中心特征，(ii) 揭示了分子内氢键和 (iii) 说明，相对于 Schrock 卡宾，Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于杂原子的存在），同时揭示了多中心 ED 分解的 AILs 的整体性质. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于杂原子的存在），同时从多中心 ED 分解揭示了 AIL 的整体性质。© 2018 Wiley Periodicals, Inc. Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于存在杂原子），同时从多中心 ED 分解揭示了 AIL 的整体性质。© 2018 Wiley Periodicals, Inc.
更新日期：2018-02-05
中文翻译：
基于 FALDI 的原子相互作用线分解导致相互作用的多中心性质的 3D 表示
原子相互作用线 (AIL) 和 QTAIM 的分子图提供了原子间相互作用的主要双中心观点。虽然这种双中心解释对于大多数共价键来说已经足够了，但它无法充分描述正式的多中心键以及许多具有某些多中心特征的非共价相互作用。我们提出了对碎片、原子、局部、离域和原子间 (FALDI) 电子密度 (ED) 分解方案的扩展，通过它我们可以测量任何原子对的离域密度如何集中、耗尽或降低附近的电子密度键临界点。我们将我们的方法应用于五种经典键/相互作用，从正式的双中心键或三中心键，与具有部分多中心特征的有机金属键的非共价相互作用（分子内氢键）。通过使用特定原子对对离域密度贡献的 3D 表示，我们 (i) 完全恢复了以前乙硼烷中多中心键合的概念和单个共价 CC 键的主要双中心特征，(ii) 揭示了分子内氢键和 (iii) 说明，相对于 Schrock 卡宾，Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于杂原子的存在），同时揭示了多中心 ED 分解的 AILs 的整体性质. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. 通过使用特定原子对对离域密度贡献的 3D 表示，我们 (i) 完全恢复了以前乙硼烷中多中心键合的概念和单个共价 CC 键的主要双中心特征，(ii) 揭示了分子内氢键和 (iii) 说明，相对于 Schrock 卡宾，Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于杂原子的存在），同时揭示了多中心 ED 分解的 AILs 的整体性质. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. 通过使用特定原子对对离域密度贡献的 3D 表示，我们 (i) 完全恢复了以前乙硼烷中多中心键合的概念和单个共价 CC 键的主要双中心特征，(ii) 揭示了分子内氢键和 (iii) 说明，相对于 Schrock 卡宾，Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于杂原子的存在），同时揭示了多中心 ED 分解的 AILs 的整体性质. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于杂原子的存在），同时从多中心 ED 分解揭示了 AIL 的整体性质。© 2018 Wiley Periodicals, Inc. Fischer 卡宾中更大程度的多中心 MC 相互作用（由于存在杂原子），同时从多中心 ED 分解揭示了 AIL 的整体性质。© 2018 Wiley Periodicals, Inc.
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