基团福井势作为分子极化率的新度量：一种快速预测有机分子极化率的理论方法

本文创新性地提出以基团福井势（Group Fukui Potential）作为分子极化率（αM）的预测指标，建立了线性方程αM = c1ν(f)GROUP + c2，实现了对有机分子极化性的快速准确计算。该方法与实验值及传统理论（如Lorentz-Lorenz方程、加和模型）高度吻合，同时验证了稳定态中极化率最小化原理（MPP）与福井势的内在关联，为反应性描述符研究提供了新视角。

　　

Highlight

计算细节

众所周知，化学势和化学硬度是概念密度泛函理论（CDFT）中最早引入的反应性描述符。化学硬度（η）被定义为体系总电子能量对电子数的二阶导数，通过最大硬度原理（MHP）作为稳定性的度量标准。化学硬度与电离能（I）和电子亲和能（A）的关系为：η ≈ (I - A)/2。

结果与讨论

基于原子性质或官能团贡献预测分子性质的研究历来备受关注。许多学者发表了涉及基团软度、基团极化率、基团电负性和基团体积等概念应用的论文。表1展示了周期表中各原子的福井势值。图1直观呈现了基团福井势与分子极化率之间的显著线性关系，印证了其作为极化率描述符的有效性。通过线性回归分析获得的系数c₁和c₂适用于不同类别的有机分子，其预测结果与实验值及高阶理论计算（如MP2）高度一致。

结论

本研究创新性地提出了福井势的基团定义，并证明其与分子稳定性的关联。通过将分子中原子福井势加和得到基团福井势，我们建立了新型极化率预测方程。计算值与实验值的高度吻合表明：基团福井势不仅是极化率的可靠预测指标，更印证了稳定态中极化率最小化原理（MPP）与福井势演化规律的内在统一。