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选题背景及意义 计算方法 计算内容 三、电子云密度 结 论 阜阳师范学院化学化工学院 答 辩 人： 盛红丽 学 号 ：2010131147 指导老师： 陈益山 2014年学士论文答辩 论文题目：X-·C5H5N·YH2F (X=F,Cl,Br;Y=P,As) 体系中氢键和磷键相互作用的理论研究 论文结构 选题背景及意义 1 计算方法 2 结 论 4 计算内容 5 近年来，虽然有诸多出色的关于磷键的理论研究作品发表，但是相对于氢键而言，磷键的研究还是相对较少的。特别是磷原子给体与电子给体变化时所导致的磷键增强与减弱效应，磷键与氢键的竞争效应以及同一复合物中磷键与氢键的协同效应的研究还不够深入。为了进一步增进对磷键与氢键相互作用本质的认识, 本文用吡啶（C5H5N）这一六元杂环化合物为电子供体(既可提供孤对电子, 又可提供π电子),用量子化学方法对YH2F·C5H5N·X-（X=F,Cl,Br;Y=P,As）体系中磷键与氢键相互作用对该体系的稳定性的影响进行了研究。 本文采用Gaussian03程序的B3LYP的方法，在6-311++G**水平上对所研究的YH2F·C5H5N·X-（X=F,Cl,Br;Y=P,As）复合物体系进行结构优化，得到该体系的平衡构型，并对所得的平衡构型进行计算，得出体系中氢键和磷键的键长及能量。此外，还使用了AIM2000程序，对该体系进行了电子密度拓扑分析，得出该体系中氢键及磷键间的电子云密度。最后，对该复合物的键长、能量和电子云密度的计算数据进行综合分析，得出氢键与磷键的相互作用对该复合物体系的稳定性的影响。 一、复合物的结构 图1 在B3LYP/6-311++G**水平下优化的复合物X-·C5H5N·PH2F的几何结构图 图2 在B3LYP/6-311++G**水平下优化的复合物X-·C5H5N·AsH2F的几何结构图 二、复合物的能量 表1 在B3LYP/6-311++G**水平下优化的复合物X-·C5H5N·YH2F 的相互作用能 图3 AIM2000计算得到的复合物X-·C5H5N·PH2F的电子云密度图 图4 AIM2000计算得到的复合物X-·C5H5N·AsH2F的电子云密度图 通过对X-·C5H5N·YH2F (X=F,Cl,Br;Y=P,As)复合物的结构、稳定化能量以及电子云密度进行综合分析得到以下结论： 1.对于X-·C5H5N·YH2F 复合物，其氢键强弱关系为F-Cl-Br-； 2.对于X-·C5H5N·YH2F 复合物，若同时存在氢键和磷键，由于氢键和磷键存在相互作用（相互加强），使得该复合物的氢键和磷键的键长减小，稳定化能降低以及氢键和磷键间的电子云密度增大，即使该复合物更稳定； 3.对于具有相同种磷键的X-·C5H5N·YH2F 复合物，其氢键使磷键加强的程度为F-Cl-Br-。 谢谢！ 感谢陈老师的悉心指导与帮助！ 感谢各位评委老师的批评和指正！ 致 谢 * 阜阳师范学院化学化工学院 *