作为涌现现象的化学键

我们首先论证，共价键和各种闭壳层相互作用可以被视为同一种相互作用（即多中心键）的对称性破缺版本。我们使用特别选择的分子单元来表明，对称性破缺由密度和电负性变化控制。我们表明，键序随键变形而变化，但呈阶跃状，即由电子局域化跃迁分隔的近恒定区域。这些跃迁通常也会引起位移跃迁，从而使键强度、键序和键长自洽地确立。我们进一步论证了共价、闭壳层和多中心相互作用与离子键和金属键的内在关系。所有这些相互作用都可以被视为以密度和电负性变化为控制变量的相图上的不同扇区；离子和共价/次级扇区分别与格点和键序电荷密度波相关，而金属扇区与电子流体相关。虽然在低密度下表现出连续性，但在足够高的密度下，金属和离子相互作用代表了由不连续跃迁分隔的截然不同的相。多中心相互作用表现为金属键和离子键的混合，是离域和局域电子空间共存的结果。在目前的描述中，化合物的稳定性问题是具有不同程度电子局域化的电子流体之间的相互混溶性，复杂无机化合物中的超原子排序自然产生。本文提出的电子局域化概念提出了一种高通量、自动化的程序，用于筛选候选化合物及其结构的稳定性，而无需进行计算成本高昂的几何优化。