[发明专利]一种量化分析外电场下绝缘气体分子化学稳定性的方法

权利要求书

1.一种量化分析外电场下绝缘气体分子化学稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤1：建立绝缘气体分子模型；

步骤2：选择基组与密度泛函方法，优化分子结构；

步骤3：对绝缘气体分子分别施加不同强度电场，优化获得不同电场强度的分子的稳定结构；

步骤4：计算不同电场强度下绝缘气体阴离子、阳离子的单点能量；

步骤5：计算绝缘气体分子的福井函数值，获取福井函数投影到电子密度等值图，分析绝缘气体分子不同局部的反应活性；

步骤6：计算绝缘气体每个原子的简缩福井函数值，定量比较原子层面的反应活性；

步骤7：综合分析并预测绝缘气体反应位点及其稳定性。

2.根据权利要求1所述的量化分析外电场下绝缘气体分子化学稳定性的方法，其特征在于，所述密度泛函方法，泛函为B3LYP。

3.根据权利要求1所述的量化分析外电场下绝缘气体分子化学稳定性的方法，其特征在于，步骤2中，所述基组为基组6-311G*。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的量化分析外电场下绝缘气体分子化学稳定性的方法，其特征在于，福井函数与系统密度函数在恒定外势约束下对电子数变化的响应有关，能够有效反应分子中不同局部的反应活性；它是由电子总数N的变化引起的电子密度的微分变化，也等效于系统的化学势μ对外部势能的响应，定义为

式中，N为当前体系的电子数，ρ(r)为r位点的电子密度，ν为原子核对电子产生的吸引势；由于电子密度相对于电子数的不连续性，根据有限差分近似计算式(1)的左导数和右导数以及两者的平均值，即

f⁺(r)＝ρ_N+1(r)-ρ_N(r)≈ρ_LUMO(r) (2)

f^-(r)＝ρ_N(r)-ρ_N-1(r)≈ρ_HOMO(r) (3)

ρ_N、ρ_N-1和ρ_N+1分别表示分子在中性状态、阳离子状态和阴离子状态的电子密度；f⁺(r)为亲核福井函数值，表征亲核反应，通过加入电子后电子密度变化的响应来测量，在r位点的f⁺(r)值越大，则在电子增益的亲核攻击中它可以接受的电子越多，分子在f⁺(r)较大的位点易受亲核攻击；f^-(r)为亲电福井函数值，表征亲电反应，通过失去电子后电子密度的变化来测量，f^-(r)越大的位点易受亲电攻击；f⁰(r)表征自由基反应。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的量化分析外电场下绝缘气体分子化学稳定性的方法，其特征在于，步骤6中，所述简缩福井函数采用如下表达式

式中a表示分子中某原子，为a原子的亲核简缩福井函数值，为a原子的亲电简缩福井函数值，q_a表示原子电荷数，分别是原子a在中性状态、阳离子和阴离子状态下的原子电荷数。