通过电子局域化函数拓扑揭示的激发态芳香性

《ChemPhysChem》：Excited State Aromaticity Unveiled by Electron Localization Function Topology

π电子定位函数双歧拓扑分析扩展用于评估激发态芳香性（ESA），通过环闭合双歧值（RCBV）和双歧值范围（DBV）两个拓扑描述符，结合S0/S1/T1态分析苯、环丁二烯等体系，验证了该框架对芳香/反芳香性转换的有效性，并指出非芳香体系判定需谨慎。

　　

摘要

本文将π电子局域化函数（ELF_π）的分岔拓扑分析方法扩展应用于评估激发态的芳香性（ESA）。分析中使用了两种拓扑描述符：环闭合分岔值（RCBV），用于标记π电子离域的开始；以及分岔值的范围（DBV），用于衡量其均匀性。这里采用了针对基态系统提出的阈值，但对于低于芳香性临界值（RCBV < 0.70）的情况需要谨慎解释，因为基于电子离域的指数无法明确区分非芳香性和反芳香性。该方法应用于苯、环丁二烯、环辛四烯和萘的S₀、S₁和T₁态。作为基准，还包含了基态下的非芳香性化合物1,4-二氢苯，并根据文献数据讨论了硼氮杂环这一具有争议性的案例。ELF_π描述符能够再现预期的芳香性和反芳香性趋势，并补充了文献中报道的磁性和电子学指标，同时突出了需要进一步分析的模糊区域。总体而言，ELF_π分岔分析为探究激发态的芳香性提供了一个具有化学意义且计算效率高的框架，从拓扑角度补充了传统的能量和磁性描述方法。

图形摘要

利用时变密度泛函理论，将π电子局域化函数的分岔分析方法扩展到了激发态。对于苯、环丁二烯、环辛四烯和萘，该方法追踪了它们在S₀/S₁/T₁态之间的π电子离域及芳香性?反芳香性转变。结合磁性和多中心指数使用，该方法能够一致地判断激发态的芳香性（与否）。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。