双键、三键及芳香π键与卤化氢相互作用的本质规律研究

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X-H···π相互作用是一种弱相互作用,是近年来一个令人关注的研究领域。目前X-H···π相互作用的研究主要是以碳碳双键、碳碳三键、芳香π键与卤化氢形成 X-H···π二聚体复合物为研究对象,以X-H···π稳定构型和精确计算相互作用能,电子转移方式以及对X-H···π键的能量成分分析等为研究内容。但是,由于π电子供体在几何空间取向有可能与多个HX相互作用形成X-H···π多聚体复合物,即在电子结构层次探讨π键与多个HX最大作用能力的问题,而其作为X-H···π相互作用本质研究的一个重要方面,关于它的研究报道较少。  本文主要是采用从头计算理论,分别对C2H2与nHX(n=1,2,3,4,5,6,8)、C2H4与nHX(n=1,2,3,4)形成的复合物体系和C6H6与nHCl(n=1,2,3,6,12)形成的典型X-H···π键复合物体系进行研究。首先在MP2/cc-pVTZ水平下对各体系的单体和复合物进行几何结构优化;然后在MP2/aug-cc-pVTZ水平下应用均衡校正法校正了基函数重叠误差,计算各体系的结合能,对含有重元素 Br、I的体系在结构优化和能量计算时分别采用价电子基cc-pVTZ-pp、aug-cc-pVTZ-pp,并对计算结果在几何结构和能量上进行分析,期望通过对X-H···π多体相互作用的π键与HX最大作用能力的探讨,进而为相关实验研究提供理论参考。  计算结果表明,复合物C2H2···nHX(X=F,Cl,Br,I;n=1,2,3,4,5,6,8),C2H4···nHX(n=1,2,3,4)中的π键与多个HX最大作用能力均已达到极限,其中,C2H2分子中的π键最多能与6个HX相互作用形成X-H···π键;对于C2H4分子中的π键最多能与4个HX相互作用形成X-H···π键;而对于我们所构建C6H6···nHCl(n=1,2,3,6,12)复合物,在n≤12时,C6H6分子中的π键与多个HX最大作用能力没有达到极限,即至少能与12个HCl相互作用形成X-H···π键。
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