前线轨道近似下的反应性指标
目录
跳转到“目录”路径均相对教程材料根目录。先完成专题 14 的 P03 原子与 Hirshfeld HOMO/LUMO 组成导入，保留原始静态 P03-atoms。
FMO 是前线分子轨道。本页采用冻结 canonical 前线轨道的能量和组成近似，不包含轨道松弛或 N±1 电子体系计算，不把它称作有限差分 Fukui 函数。
canonical（正则）轨道指自洽场轨道能量对应的本征轨道；本功能核对其 SCF 来源依据，不把任意局域化轨道或自然轨道当作同一种前线轨道。
操作步骤
跳转到“操作步骤”1. 核对同一静态波函数的来源
跳转到“1. 核对同一静态波函数的来源”详细说明见附录 A1。
本例为 RHF/6-31G(d) 水二聚体，使用同一来源的四份证据：
| 文件 | 用途 |
|---|---|
shared/data/public/gaussian-v2/P03/water-dimer.fchk | 轨道能量、系数、占据数和静态原子顺序 |
shared/data/public/gaussian-v2/P03/water-dimer.log | 与 FCHK 配对的正常结束、SCF 及 canonical 轨道来源依据 |
shared/data/public/analysis-v1/mo/stdout.log | 同源 Hirshfeld HOMO 10、LUMO 11 原子组成 |
shared/data/public/analysis-v1/mo/run.json | Hirshfeld 组成分析使用相同波函数和输出文件的身份收据 |
仅轨道编号相同不足以确认同源。若 canonical 来源、静态构型、电子数、2/0 占据或前线非简并条件不满足，按界面列出的原因处理，不从简并子空间任挑一条轨道。
- 选中原始静态 P03-atoms，在 N 侧栏 → 科学结果（Scientific Results） 点击 冻结前线轨道反应性（Frozen-Frontier Reactivity）。
- 先查看自动发现的候选路径及各字段状态；候选仅是待核对文件，不以同名证明同源。按下表核对或选择，修改路径后观察状态反馈刷新：
| 字段 | 文件 |
|---|---|
| 原始 FCHK（留空使用工程保存的原件）（Original FCHK (saved source used if empty)） | shared/data/public/gaussian-v2/P03/water-dimer.fchk |
| 同一次计算的 Gaussian SCF 日志（Matching Gaussian SCF log） | shared/data/public/gaussian-v2/P03/water-dimer.log |
| Hirshfeld HOMO/LUMO 组成日志（可选）（Hirshfeld HOMO/LUMO log (optional)） | shared/data/public/analysis-v1/mo/stdout.log |
| Multiwfn 输入输出身份记录（run.json）（Multiwfn input/output receipt (run.json)） | shared/data/public/analysis-v1/mo/run.json |
- 确认前检查 FCHK SHA-256、SCF 配对和组成收据的状态；存在缺失、冲突或不适用提示时先修正，不用相邻文件代替。确认后在 结果表（Result） 中查看 Frozen-frontier global reactivity 和 Frozen-frontier atom descriptors。原参考对象保留其可用轨道，计算结果追加到结果表，不替换成只有局部指标的分子。
原 FCHK 字段留空时只使用工程已保全的原件，不猜测外部同名文件。若全局前提不满足，按明确错误修复来源；若仅局部组成身份不完整，已有全局结果可保留，局部部分给出不可用原因。
2. 阅读全局指标
跳转到“2. 阅读全局指标”详细说明见附录 A2。
I、A 在这里分别由 HOMO/LUMO 轨道能量近似，单位随结果表明确标出；它们不是单独计算得到的绝热电离能和电子亲和能。
P03 的 HOMO 为源轨道 10，LUMO 为 11，限制性占据数分别为 2 和 0。原生日志打印能量约为 -0.468756 hartree 和 +0.193431 hartree。由正 LUMO 能得到的负 A 只是本近似的结果，不能据此替代真实电子附着或阴离子稳定性计算。
- 在 结果表（Result） 切到全局表 Frozen-frontier global reactivity；需要展开来源及适用性说明时，勾选 来源、参数与质量（Source, parameters and quality）。
- 逐行读取 Metric、Orbital approximation、Unit、Formula，核对 I、A、μ、χ、η、ω 使用
hartree，S 使用hartree^-1；硬度约定为eta=I-A，没有额外的 1/2 因子。软度不配能量单位。
3. 阅读局部原子指标
跳转到“3. 阅读局部原子指标”详细说明见附录 A3。
- 在 结果表（Result） 中选择原子级表 Frozen-frontier atom descriptors，不要停留在全局指标表。
- 将数值列设为 f- = HOMO composition、f+ = LUMO composition、f0 或 Delta f = f+ - f-，按统一结果与 CSV/SVG排序、定位、固定标记或按值着色，比较 6 个源原子。
- 将数值列设为 Delta f = f+ - f- 并点击 原子着色（Color atoms），选择 零点锚定（Zero anchored），核对色域及无量纲单位。需要持续标注反应位点或展开来源说明时，可使用 固定显示（Pin） 或 来源、参数与质量（Source, parameters and quality）。截图保存至
human/screenshots/P03-fmo-reactivity.png。
- 按共同保存方法保存自包含工程；本片使用 P03-electronic-portable.blend。重开后刷新科学结果并查看局部指标。需要比较元素颜色时，可点击 元素配色（Element colors），再按同一列着色；当前版本可在同一会话切换，具体操作见专题 14，不需要以重开工程恢复着色功能。
原始百分比换成份额后参与计算，归一化状态和打印舍入继续保留；这些局部指标无量纲，不写入电荷列。若切换到新的波函数或原子顺序，重新取得对应组成与身份收据，不能沿用旧的 HOMO/LUMO 百分比。
缺少同方法、同约定的参考时，不提供依赖参考的 NNu。单个分子的一张局部指标图不能替代具体反应条件、反应途径和能垒分析。
导出、保存及来源恢复分别沿用统一结果与 CSV/SVG、共同保存方法和工程来源恢复。
附录：参数、原理与输入规范
跳转到“附录：参数、原理与输入规范”A1. canonical 来源与自动候选核对
跳转到“A1. canonical 来源与自动候选核对”自动发现仅提供路径候选，身份须由 FCHK、SCF 日志和组成收据共同证明。规范闭壳层 2/0 占据、非简并前线及静态参考都要满足；同名文件、相同轨道号或局域化轨道不证明 canonical 同源。修改任一输入路径后按字段状态重新核对。
A2. 全局指标约定
跳转到“A2. 全局指标约定”本功能采用以下约定，比较其它软件或文献前先核对硬度与软度定义：
$$ I=-\varepsilon_H,\quad A=-\varepsilon_L,\quad \mu=-\frac{I+A}{2},\quad\chi=-\mu,\quad \eta=I-A,\quad S=\frac{1}{\eta},\quad \omega=\frac{\mu^2}{2\eta}. $$
μ 为化学势，χ 为电负性，η 为化学硬度，S 为软度，ω 为亲电指数。比较结果时，名称相同仍需核对所用公式。
轨道能量近似没有计算 N±1 体系松弛；正 LUMO 导出的负 A 保留，不能作为阴离子束缚态证据。
A3. 局部指标与显示范围
跳转到“A3. 局部指标与显示范围”冻结轨道近似使用同源 Hirshfeld 组成的无量纲份额：
$$ f^-a=p{H,a},\quad f^+a=p{L,a},\quad f^0_a=\frac{f^+_a+f^-_a}{2},\quad \Delta f_a=f^+_a-f^-_a. $$
局部值由同源 Hirshfeld 组成份额构成；原始百分比及归一化状态保留，不写入电荷列。Delta f 用零点锚定显示正负差异，显示变换不改变指标。没有同方法参考时不提供 NNu；局部图不替代反应条件、路径和能垒分析。