化学空间中响应属性的反对称性规则

理解化学化合物空间(CCS)，即分子和材料的集合，对于合理发现分子和材料至关重要。近期引入对称性概念以解释等电子材料之间电子能量的近似退核和差异。在本工作中，我们提出了基于CCS的第一性原理观点的响应属性的近似关系。这些规则源自扰动理论和涉及核电荷的反对称性考虑。这些规则允许从高度对称参考材料中，预测具有相反核电荷变化的两个不同化合物的相对响应属性，无需对每个化合物进行实验或量子化学计算。我们对电荷中性且等电子的硼氮化合物掺杂多环芳烃衍生物(naphthalene, anthracene, pyrene)中电场响应属性(电偶极矩、极化率、超极化率和磁化率)进行了数值和统计验证。我们的分析表明，尽管这些规则简单，但基于反对称性规则的预测 remarkably 准确，能够实现CCS的维度缩减。该规则对电场响应属性的预测比磁化率更准确。针对阐明这种预测能力的来源，研究了alchemical扰动密度泛函理论中的电场响应属性。