含相对论效应的顺磁性分子核磁屏蔽与磁化率张量的电流密度表述
该研究提出了一种计算顺磁性分子核磁屏蔽和磁化率张量的方法,采用磁感应电流密度框架来处理轨道和自旋的贡献。研究团队证实,当基态自旋密度包含标量相对论效应和自旋轨道相对论效应时,Soncini[1]提出的方法与Pennanen和Vaara[2]及Franzke等人[3]的形式体系在物理上等效。该模型通过电流密度的零阶正则近似(ZORA)公式实现了这些修正,所得磁化率张量与Van Vleck普适公式完全一致——通过显式积分磁感应自旋电流密度,恢复了温度依赖的居里项贡献。该方法提供了一条绕过g张量和零场分裂(ZFS)哈密顿量复杂计算的直接路径,仅需包含相对论效应的基态自旋密度即可完成。值得注意的是,标量相对论效应被证明对捕捉1H和13C屏蔽中的重原子轻原子(HALA)效应至关重要。为保证计算效率,轨道贡献中的相对论效应被忽略,因其对轻原子的影响可忽略不计。该方法为涉及第二周期过渡金属的顺磁性配合物提供了最优折衷方案——此类体系中HALA效应主要由基态自旋密度内的标量相对论修正主导。在轨道贡献中忽略自旋轨道项可显著简化计算而不损失精度,为顺磁核磁共振(pNMR)学界提供了表征开壳层体系的强有力工具。

