差分电荷密度,亦称作电荷密度差,是研究分子、团簇、固体材料以及它们之间相互作用引发的电荷重新分布现象的有力工具,能够深入剖析电荷转移的具体情况。
这一技术广泛应用于化学、物理及材料科学等多个领域。差分电荷密度具体指的是研究对象(诸如分子、团簇或模型催化剂)在形成化学键后的电子云密度与构成其基础的各个原子电子云密度之间的差值。以分子AB为例,它由原子A与B构成,其差分电荷密度即为分子AB整体的电子云密度分布减去单独原子A与B的电子云密度之和,计算公式精炼地表达为:Δρ = ρAB - ρA - ρB。其中,ρAB、ρA与ρB分别代表分子AB、原子A及原子B的电子云密度。
差分电荷密度多用于探索分子、团簇或催化剂在成键及成键电子耦合过程中的电子迁移路径与成键极化的方向等特性,从而精准分析分子、团簇的成键状况。对于吸附体系而言,它还能够揭示吸附分子与基底(或模型催化剂)间复杂的电子相互作用机制,为深入理解吸附构型的电子结构提供宝贵信息。