硼酸盐晶体以其丰富的结构类型和优异的光学性能被广泛用作激光材料、发光基质材料,尤其是紫外非线性光学晶体材料,一直是科学界研究的热点。在硼酸盐晶体中,硼原子可采用sp2和sp3两种杂化方式,杂化后的硼原子轨道与氧原子轨道成键形成平面三角形BO3基团和四面体形BO4基团。这些基团要么独立地存在于晶体中,要么共用氧原子形成刚性的硼氧聚阴离子基团,这些独立的BO3基团或BO4基团和硼氧聚阴离子基团统称为基本结构单元(Fundamental Building Blocks, FBB), FBB再缩合或多聚形成丰富多彩的硼酸盐晶体的结构类型。材料的电子极化率表征电子在外电场作用下的变形能力,是晶体产生二次非线性光学的原因和进行光电器件设计的重要参数。早期的研究表明,材料的电子极化率与组成材料的原子的元素电负性密切相关。电负性表示分子中原子吸引电子能力的大小,经过70多年的发展,电负性已经成为在化学、物理和材料科学等领域广泛应用的基本原子参数。根据Sanderson电负性均衡原理,提出用逐级几何平均法计算硼酸盐晶体的阴离子基团电负性；将阴离子基团电子极化率的立方根看作是基团的近似半径,考虑基团中B-O键偏离理想键长对基团半径的影响,根据我们早期提出的共价电负性模型,得到了硼酸盐晶体的阴离子基团电负性和电子极化率之间的定量关系。利用该关系式,从硼酸盐晶体阴离子基团结构出发,可以有效地预测硼酸盐晶体的阴离子基团电子极化率,根据电子极化率的加和规则,预测了硼酸盐晶体的分子极化率,在此基础上,利用Lorenz-Lorentz公式预测了硼酸盐晶体的折射率。最后,研究了硼酸盐晶体的最大二次非线性光学系数与晶体折射率之间的关系,得到了硼酸盐晶体的最大二次非线性光学系数与晶体折射率之间的经验关系式,而我们提出的基团电负性与基团电子极化率的关系式可以有效地预测硼酸盐晶体的折射率。因此,可以从硼酸盐晶体的阴离子基团电负性出发估算其最大二次非线性光学系数,这就为寻找新型的二次非线性光学硼酸盐晶体提供了理论依据。