B3N3H6与HF、HCl和H2O形成的氢键和双氢键的理论 - 吉林大学学报.DOC

(二号黑体)B3N3H6与HF、HCl和H2O形成的氢键和双氢键的理论研究 (小四号宋体)罗洪娟， 黎安勇 (小五号宋体) (西南大学 化学化工学院, 重庆400715) (五号黑体)摘要： (五号仿宋)运用量子化学从头算方法分别研究了B3N3H6 与HF、HCl和H2O分子之间形成的双氢键B(H(((H(X和传统氢键N(H(((X与X(H(((X(X = F, Cl, O)。结果表明，双氢键作用使B(H与H(X键长增大与伸缩振动频率红移；而传统氢键的作用使N(H和H(X键长增大与频率红移。电子密度拓扑性质分析表明这些相互作用具有氢键的基本特征。自然键轨道分析表明超共轭和重杂化理论可以解释这些双氢键和氢键的形成机制。 (五号黑体)关键词：(五号仿宋)双氢键; 红移氢键; 蓝移氢键; 超共轭与重杂化 (五号黑体)中图分类号: (五号宋体)O 641.2 (五号黑体)文献标识码: A (三号黑体)Theoretical Study on Dihydrogen Bonds and Traditional H-bonds of B3N3H6 with HF，HCl and H2O (五号白正)LUO Hong-juan, LI An-yong (小五号白斜体) (School of Chemistry and Chemical Engineering，Southwest UniversityChongqing 400715，China) （五号黑体）Abstract: （五号白正）The dihydrogen bonds B(H(((H(X and traditional H-bonds N(H(((X and X(H(((X (X=F, Cl, O) between B3N3H6 and HF, HCl and H2O have been theoretically studied by use of the ab initio quantum mechanics method (MP2). We found that upon formation of the dihydrogen Bonds, the BH bonds and HX bond are red-shifted, and that the formation of the traditional H-bonds causes the NH and HX bonds red-shifted. The topological properties of the complexes show that these intermolecular interactions are indeed H-bonds. The natural bond orbital analysis shows that these H-bonds can be interpreted by use of the theory of hyperconjugation and rehybridization. （五号黑体）Key words: （五号白正）dihydrogen bond; red-shifted H-bonds; blue-shifted H-bonds; hyperconjugation and rehybridization （正文通栏排版，五号宋体）氢键是一种很重要的分子间弱相互作用，在各种化学与生物化学过程中发挥着重要的作用，研究氢键的形成机制具有十分重要的意义．氢键Y(((H(X有红移与蓝移两种类型，在红移氢键中X(H键增长、振动频率减小及其红外强度增大，在蓝移氢键中X(H键缩短及其振动频率增大．红移和蓝移氢键都可以用分子间与分子内超共轭和重杂化理论成功地解释[1(9]．双氢键是一种很重要的特殊类型的氢键，其中作为质子接受体的是氢化物中带负电的H原子或者H(M键(M是电负性比H小的元素，如B, Al, Be, Na或过渡金属W, Mo等)，可以表示为X(H(((H(M．双氢键在晶体结构、超分子组装、化学反应的选择性等方面也起着十分重要的作用[10]． B3N3H6 是由B(H基和N(H基交替组成的一种平面六角形环结构.由于B(N 基和C(C基团是等电子体，并且两者的大小相近，因此B3N3H6的结构和物理性质跟苯非常相似，得名无机苯．单晶 X 衍射实验、B3N3H6 环取代反应的实验以及分子轨道计算结果都表明：在平面的 B3N3H6 环中B(N之间除了有(键外, 还有存在离域的(66大( 键[11]．B3N3H6可以作为质子受体形成B(H(((H(X双氢键，也可以作为质子给体形成N(H(((X传统氢键．目前还没有对B3N3H6与文中所选体系（查到化