分子復(fù)合物中氫鍵和鹵鍵的理論研究.pdf

1、本工作使用MP2和B3LYP方法，以環(huán)硼氮烷、呋喃等典型雜環(huán)芳香烴為質(zhì)子受體，HCl、CHCl3、CHF3和CClF3等典型分子為質(zhì)子供體，比較系統(tǒng)地研究了它們之間形成分子間紅移和藍(lán)移氫鍵以及鹵鍵的本質(zhì)。本論文主要包括以下兩部分： 1.用MP2和B3LYP方法，采用6-31G(d,p)基組研究了以環(huán)硼氮烷分子為質(zhì)子受體，HCl和CHCl3分子為質(zhì)子供體的分子間氫鍵。研究表明，在MP2/6-31G(d,p)水平下，環(huán)硼氮烷與HCl

2、之間形成了Cl—H…π型氫鍵和Cl—H…H—B型雙氫鍵，分子間的氫鍵作用使H—Cl鍵分別伸長了0.0010nm和0.0003nm，振動頻率分別減小了148.7cm-1和38.4cm-1，表現(xiàn)為紅移氫鍵。環(huán)硼氮烷與CHCl3間只形成C—H…π氫鍵，分子間氫鍵作用使C—H鍵縮短了0.0003nm，振動頻率增大了59.36cm-1，表現(xiàn)為藍(lán)移氫鍵；在B3LYP/6-31G(d,p)水平下，環(huán)硼氮烷與HCl 之間形成了Cl—H…π型氫鍵和Cl—

3、H…H—B型雙氫鍵，分子間的氫鍵作用使H—Cl鍵分別伸長了0.0014nm和0.0007nm，振動頻率分別減小了361.1cm-1和264.4cm-1，表現(xiàn)為紅移氫鍵。環(huán)硼氮烷與CHCl3間只形成C—H…π氫鍵，分子間氫鍵作用使C—H鍵縮短了0.0001nm，振動頻率增大了9.1cm-1，表現(xiàn)為藍(lán)移氫鍵。自然鍵軌道(NBO)分析表明，超共軛和重雜化理論以及Hobza等提出的觀點(diǎn)都能很好的解釋這些氫鍵的形成原因。分子中原子(AIM)分析表

4、明，形成的化學(xué)鍵的電子密度以及Laplacian量落在氫鍵范圍內(nèi)且這些化學(xué)鍵介于共價鍵與離子鍵之間，偏于靜電作用為主。 2.運(yùn)用MP2方法研究了復(fù)合物呋喃—CXF3(X=H,Cl)分子間C—X…π和C—X…O(X=H,Cl) 化學(xué)鍵。研究表明，分子間相互作用使CXF3分子中的C—X鍵縮短，伸縮振動頻率增大，化學(xué)鍵藍(lán)移。NBO分析表明，軌道重雜化效應(yīng)占優(yōu)勢，因此形成的化學(xué)鍵藍(lán)移。AIM分析表明，形成的化學(xué)鍵介于共價鍵與離子鍵之間，