如何通过计算拉普拉斯电子密度区分共价键和离子键

AIM理论中的键临界点(BCP)出现在相邻的相互作用的原子之间，这个点一般被认为是描述相应两个原子相互作用的最关键的点，这个点的性质（密度、能量密度、动能密度、源函数等）常被用来讨论成键特征。

两个原子间的键临界点(BCP)的电子密度拉普拉斯值的符号为负，为共价作用；如果符号为正，为是非共价作用，如离子键、氢键、卤键、二氢键、pi-pi堆积等，本质是静电作用或范德华作用，因此成键区域没有电子密度的聚集。

以苯为例进行说明：

点击Add > Cut plane: Colored > Select Field > Properties > Density > Density SCF Laplacian，之后程序开始计算拉普拉斯电子密度并显示。按住shift键选中任意三个原子，并点击“with atoms”，通过这三个原子的拉普拉斯电子密度截面图就显示出来了，如下所示：

拉普拉斯电子密度的正负值很大，将其调整到看起来比较方便的范围内，尤其是正负对称的范围，例如如上图-0.51～0.51，并勾选bar显示色条，就能够通过颜色很容易地区分出是正值还是负值（下文会用到正、负来判断化学键的类别）。

点击ADF logo > View > Properties > QTAIM(Topology)显示如下：

其中红色的小球是键临界点。可以看到键临界点处拉普拉斯电子密度为红色（表示为负值），确实为共价键。

这种方法有一定局限性，例如对于配位键可能不准确，可以结合ELF函数来进行分析：Add > Cut plane: Colored > Select Field > Properties > ELF SCF，之后程序开始计算ELF并显示。按住shift键选中任意三个原子，并点击“with atoms”，显示出通过这三个原子的ELF截面图。