从物理侧看粒子间关联与化学键：共价性相对于原子性与离子性

在本章中，我们以最简单分子为例重新审视 $\textit{共价性}$ 与 $\textit{离子性}$ 的概念。首先，从 $H_2$ 分子在 Heitler-London 模型下双粒子波函数的精确表达式出发，我们展示了共价性在大原子间距下的非物理行为：在标准定义中，其在分离原子极限处达到最大值。其次，我们通过引入 $\textit{原子性}$ 的概念修正了这一缺陷，并借助它定义了 $\textit{真}$（本征）$\textit{共价性}$，同时保留了精确的 $\textit{离子性}$ 概念。我们将引入的原子性与 Mott-Hubbard 局域化的起始联系起来，此处采自凝聚态中已确立的概念。从分子态到原子态的演化随原子间距超过局域化阈值而迅速发生。本简要综述意在教学，但仍对 $H_2$ 分子情形作了定量剖析。最后，我们以腺嘌呤-胸腺嘧啶对为例，勾勒了针对氢键相关情形的类似模型。在方法上，该途径基于将第一（波力学）与第二量子化结合为形式描述的单一方案。