鹼金屬鹵化物

1998 年，Nobel 化學獎授予提出密度泛函理論的Walter Kohn 及計算化學的John Pople，這就宣告“化學僅是實驗科學”的終結，以及“實驗與形式理論同為化學的兩大支柱”的時代已經來臨。因此，徐光憲院士在“結構化學”上撰文中將“分子結構及其和性能的定量關係”列為21世紀化學的“四個世紀難題”之一，成為結構化學乃至整個化學的主要研究內容之一。根據化學的一條基本規律“結構決定性能，性能反映結構”，因此，結構與其性能之間必然存在密切的相關關係。目前多是定性地描述這種關係，未能予以定量推斷。究其原因是抽象的分子結構未能實現數值化表徵。對此，雖然量子化學已取得世人矚目的成就，但計算方法過於複雜，只適用於少數小分子。如何簡便地生成不同分子結構的數值，並實現唯一性表徵，這是探討“結構與性能的定量關係”的第一個關鍵。第二個關鍵便是由分子結構所衍生出的數值應能與相應的性能顯著相關。為實現這一目標，化學家們進行了不懈地探索，提出了多種分子結構的數值表徵方法。其中以拓撲指數法最為簡便有效。本文便是根據分子拓撲學理論，建構原子特徵連接性指數(mF)，其1 階指數(1F)不僅對無機分子的結構實現唯一性表徵，而且與鹼金屬鹵化物的F 心能帶[E(F)]、晶格能(U)、標準熵(Smθ)等性能呈現良好的定量關係。

1、在鹼金屬相同情況下，M-X鍵的離子性按F、Cl、Br、I 順序依次下降，相應的1F 是減小的；

2、在鹵素相同情況下，隨Li、Na、K、Rb、Cs 的電負性下降，1F 隨之減小。此遞變趨勢與E(F)的遞變規律是吻合的；

3、影響E(F)的因素還有成鍵原子的質量(m，應為M 與X 原子的質量之和)。m 越大，相應的原子半徑越大(電負性越小)，其鍵長R 越大，導致E(F)越低。