锂键与氢键的比较

列出了一些锂键络合物的结构,讨论了锂键的本质,并将锂键与氢键进行了比较.     

将"锂键"概念拓展到化学概论课程的氢键知识教学

锂与带有孤对电子的电负性较大的原子或基团接近时(也可扩展到电负性较弱的基团),产生类似于氢键的静电相互作用称为锂键。本文综合锂键发展历史和最新进展探讨锂键和氢键的异同点,为大学化学氢键知识的学习提供知识远迁的新素材。在加深对氢键概念理解的同时,增强学生关注科学前沿的意识,进而实现扩展学生视野,培养创新能力的教学目标。     

CH_3SH和CH_3SLi分子间的锂键和氢键共存型相互作用

在CH3SLi+CH3SH势能面上求得锂键和氢键共存型复合物的两种稳定构型.频率分析表明,与单体相比复合物中S(5)—Li(6)键伸缩振动频率发生红移,而C(8)—H(10)键伸缩振动频率发生蓝移.经B3LYP/6-311++G**,MP2/6-311++G**及MP2/AUG-CC-PVDZ水平计算的含基组重叠误差(BSSE)校正的复合物Ⅰ中相互作用能分别为-58.99,-57.87和-62.89kJ·mol-1.采用自然键轨道(NBO)理论,分析了复合物中单体轨道间的电荷转移,电子密度重排及其与相关键键长变化的本质等.采用分子中的原子(AIM)理论分析了复合物中氢键和锂键的电子密度拓扑性质.在极化连续模型(PCM)下,考察了溶剂化效应.结果表明,所考察的水、二甲亚砜、乙醇和乙醚等四种溶剂均使单体间的相互作用能增大,且溶剂对复合物中的锂键结构及其振动频率具有显著的影响,而对复合物中的氢键的振动频率影响不大.     

二氢键

讨论二氢键的特征、本质与类型,化学环境对二氢键的影响以及二氢键的应用。二氢键是具有不同电性的以氢原子为端梢原子的σ键之间的相互吸引作用,二氢键具有饱和性和方向性,某些二氢键的强度与常规氢键相当。二氢键的本质主要为静电引力,有时具有弱的共价成分。二氢键可存在于分子间和分子内,按结构可分为简单二氢键和分叉二氢键两种情况。二氢键能影响物质的结构、反应性及选择性,在催化和晶体工程等领域具有潜在的应用背景。     

CH3SH和CH3SLi分子间的锂键和氢键共存型相互作用

在CH₃SLi＋CH₃SH势能面上求得锂键和氢键共存型复合物的两种稳定构型. 频率分析表明, 与单体相比复合物中S(5)—Li(6)键伸缩振动频率发生红移, 而C(8)—H(10)键伸缩振动频率发生蓝移. 经B3LYP/6-311＋＋G**, MP2/6-311＋＋G**及MP2/AUG-CC-PVDZ水平计算的含基组重叠误差(BSSE)校正的复合物?中相互作用能分别为－58.99, －57.87和－62.89 kJ•mol^－1. 采用自然键轨道(NBO)理论, 分析了复合物中单体轨道间的电荷转移, 电子密度重排及其与相关键键长变化的本质等. 采用分子中的原子(AIM)理论分析了复合物中氢键和锂键的电子密度拓扑性质．在极化连续模型(PCM)下, 考察了溶剂化效应. 结果表明, 所考察的水、二甲亚砜、乙醇和乙醚等四种溶剂均使单体间的相互作用能增大, 且溶剂对复合物中的锂键结构及其振动频率具有显著的影响, 而对复合物中的氢键的振动频率影响不大.     

VMD在分子间相互作用教学中的应用*——以丙氨酸二肽与水形成的氢键为例

在“计算机在化学中的应用”课程教学中,借助VMD软件揭示溶液中丙氨酸二肽(ALAD)与水分子间存在的氢键作用及其对多肽分子结构的影响。课堂教学过程中将有机化学中抽象的氢键以三维立体动画的形式在课堂上展示,并在上机实践教学中引导学生从定性和定量的角度对多肽与水分子间的氢键相互作用机制进行解析,能够丰富教师课堂教学手段,深化学生宏微观探析、证据推理与模型认知的化学学科核心能力。     

三重和四重氢键体系:设计、结构和应用

氢键是超分子化学领域具有特别重要地位的一种非共价作用。近年来,通过氢键自组装制备超分子聚合物已经成为超分子化学的一个热门研究领域。构筑性能优良的多重氢键体系奠定了这个领域的研究基础。其中,三重和四重氢键体系在构筑超分子组装体方面得到了广泛应用。本文综述了三重氢键、四重氢键组装体系的研究进展及其应用,重点介绍了各种三重氢键、四重氢键体系的设计思路和影响其稳定性的各种因素。     

单电子锂键复合物H3C…Li—H的甲基非加和性理论研究

在B3LYP／6-311＋＋G＊＊及UMP2／6-311＋＋G＊＊水平上对单电子锂键复合物H3C…Li-H的甲基非加和性进行了理论研究．通过对复合物构型、能量、电荷转移及拓扑参数进行分析的基础上,讨论H3C…LiH、H3CH2C…LiH、（H3C）2HC…LiH及（H3C）3C…LiH的作用强度．结果表明,（H3C）3C自由基与LiH间形成的单电子锂键复合物的强度最强,其次为（H3C）2HC和H3CH2C,而H3C自由基与LiH间形成的复合物的强度最弱,甲基非加和性使得体系的作用强度增强,这也通过自然键轨道和分子中的原子理论分析得到了证明．另外,单电子锂键体系中参数间存在着几种线性／非线性关系,单电子锂键的作用模式与单电子氢键及单电子卤键有所不同．     

启发式教学法在医用基础化学“氢键”教学中的应用

结合医学相关知识,将启发式教学法用于医用基础化学中氢键的教学,可使学生顺利掌握氢键的理论要点,并能用氢键知识解释一些现象,取得较好的教学效果和评价。     

氢键型超分子聚合物的合成、结构与应用

氢键型超分子聚合物是重复单元经氢键相互作用连接在一起的阵列,可生成液晶态,多样化的几何形状和高有序的凝聚态结构。氢键的温度敏感性和可逆性导致氢键型超分子聚合物具有和传统共价键结合的聚合物不同的性能。氢键型超分子聚合物是一类动态的智能型功能高分子材料,可在光化学、光电转换、非线性光学、弹性体、水凝胶和生物医用工程等领域广泛应用。本文从氢键型超分子聚合物化学(合成与机理)、物理(结构与性能)和工程(加工与应用)三个方面介绍氢键型超分子聚合物的进展。     

羟基磷灰石中氢键的XPS考察

羟基磷灰石[Ca_(10)(OH)_2(PO_4)_6].是一种具有良好生物活性的人工骨材料.它的结构和其中的氢键已被许多人研究.但对OH~-离子是否以氢键存在和氢键存在的形式仍有争论. 分子中处于不同化学环境的同种原子,其芯能级的电子结合能呈现出不同的化学位移.林安等根据羧基形成氢键时引起C_(1s)结合能的化学位移,用X射线光电子能谱(XPS)研究了聚乙烯接枝丙酸的氢键,表明用XPS并配合IR来研究氢键是可行的.Landis等对包括羟基磷灰石在内的一些磷酸钙矿物进行了较系统的XPS测定,但并未对氢键的存在进行任何讨论. 本文用XPS对几种正磷酸钙盐进行表征,并以IR配合考察羟基磷灰石中的OH~-是否以氢键形式存在和氢键的形式.     

以苝酰亚胺为构筑单元的氢键型超分子聚合物的组装与应用

以苝酰亚胺为构筑单元的氢键型超分子聚合物具有动态可逆的特征和独特的聚集体结构,呈现出许多新颖的光电功能特性,在有机太阳能电池,场效应晶体管和光收集材料等高新技术领域有着广阔的应用前景。本文在介绍苝酰亚胺衍生物的化学结构及其氢键组装特点的基础上,主要综述了近年来以苝酰亚胺为构筑单元,采用三重氢键,多重氢键以及其他形式氢键引导构筑的超分子聚合物的研究动态,这类超分子聚合物展示了丰富的组装体形貌结构,独特的性质功能以及在光电功能器件上的广阔的应用前景。最后,对其发展前景作了展望。     

基于低共熔溶剂的萃取分离技术及其应用研究进展

随着绿色化学的发展,开发和应用符合绿色化学要求的溶剂和方法备受关注。作为离子液体类似物,低共熔溶剂(deep eutectic solvent, DES)是通过氢键受体(hydrogen bond acceptor, HBA)和氢键供体(hydrogen bond donator, HBD)的氢键作用而形成的一种混合物,具有环境友好、制备简单、成本低、可生物降解等优点,在很多领域均有越来越广泛的应用。DES可以从不同样品中萃取和分离不同的目标化合物,其作为萃取溶剂具有独特的优势,可以获得较高的萃取效率且样品基质对分析过程的影响较小。在分散液液微萃取(dispersive liquid-liquid micro-extraction, DLLME)程序中,DES可以萃取复杂基质中的残留药物、金属离子和生物活性成分;与传统的萃取方法相比,该方法具有对有机试剂需求少,萃取效率更高等明显优势。而且,在DLLME中加入DES作为分散剂,能够加速萃取剂在样品溶液中的扩散,具有小型化、成本低等优点。相比于传统分散剂甲醇、乙腈的高挥发性、易燃性,DES的高稳定性、低毒性使其在绿色化学领域中更具有优势,应用更广。因此,DES与DLLME的结合近年来发展迅速。不仅如此,DES与固相萃取联合应用也具有广泛的应用前景,在与固相萃取小柱和搅拌棒联合应用时,DES可以作为洗脱剂,氢键供体及氢键给体的用量之比是洗脱效率的重要考察因素之一。在与磁性材料联用时,DES能与磁性多壁碳纳米管、磁性氧化石墨烯等纳米复合材料结合,通过氢键、π-π作用力和静电作用力等特异性吸附目标分析物。并且能够参与磁性凝胶和分子印迹聚合物的合成,推动磁性材料向绿色化学的方向发展,进一步拓展DES的应用。作为一类新兴的绿色溶剂,DES在化合物的萃取分离技术方面受到广泛关注,在不同的萃取技术中扮演了不同的角色,并表现出良好的性能,因此逐渐成为绿色化学领域的研究重点。该文整合了DES在萃取分离技术中的研究进展,介绍了DES的制备、性质和分类,对DES在DLLME和固相萃取中的应用进行了总结和归类,并展望了DES在萃取分离技术中的应用前景,为DES未来的应用提供参考。     

抓氢键的成键类型及其红外光谱研究简介

抓氢键是有机金属化学中的一种特殊的化学键,具有三中心两电子特征。本文介绍不同类型抓氢键的成键特点,总结了利用红外光谱研究抓氢键的方法,比较了目前常用的研究抓氢键的理论方法和结论。     

四重氢键自组装体系的设计与应用

氢键是自然界中最基本的分子间弱相互作用力之一,是构筑超分子自组装体系的理想推动力。近年来,构筑性能优良的多重氢键组装体系已经成为超分子化学的一个热门研究领域。其中,四重氢键组装体系因具有较强的结合力、合成简单、结构易于修饰以及可预测的识别性能等优点,在构筑超分子组装体方面得到了广泛应用。本文综述了四重氢键组装体系的研究进展,重点介绍了各类四重氢键体系的设计思路及其应用。     

谈化学概念教学中的主要策略

化学概念是化学现象和化学事实本质属性的反映,在化学教学中具有重要地位。为了使化学基本概念教学达到教学大纲规定“使学生准确地理解基本概念”,笔者在化学概念教学中“讲什么”和“怎样讲”两个间题进行了多年探索,以下谈一些认识和教学策略。     

HCCO自由基与LiX(X=F,Cl,Br)锂键复合物的从头算研究

在MP2/6-311++G**水平上优化乙烯酮自由基与LiX(X=F,Cl,Br)形成锂键复合物.当卤素的电负性很强(如F元素),使得Li原子处于缺电子状态,此时,电子给体会把电子偏移向锂,形成共价性较强的锂键.而当卤素的电负性减弱时,锂键中主要成分逐渐变为离子键,并且此时锂键性质还要受电子给体影响.另外,由于HCCO为缺电子结构,电负性较弱且体积较大的卤素中的孤对电子会与HCCO之间通过静电相互作用,使得HCCO…Li—X键夹角变小,接近120°.锂键性质对HCCO…LiX(X=F,Cl,Br)复合物中Li—X的伸缩振动频率有直接影响.当锂键表现为共价性时,该频率红移,而当锂键表现为离子性时,该频率蓝移.但是,由于Cl的电负性与O的接近,C的电负性与Br接近所以,在O…Li…Cl和C…Li…Br中容易形成共振结构,导致远大于在其他复合物中的红移.     

用氢键连接形成的超分子晶体

通常的氢键发生在F、O、N原子上的氢原子与F、O、N之间,但在某些特殊情况下,C—H也具有形成氢键的能力,例如Cl3C—H与丙酮的氧原子或水的氧原子之间的氢键.炔基氢也具有形成氢键的能力.早在1989年,国际化学竞赛就出过一个实验题,测量丙酮与三氯甲烷形成氢键的热效应.     

氢键在现代化学中的作用

在各种分子间相互作用中,氢键占有很特殊的地位,被称作为超分子化学中的万能相互作用。讨论了氢键在超分子、自组装、分子识别、晶体工程、材料化学和催化过程等现代化学领域中的作用。     

氢键研究进展

氢键在化学、物理和生物等研究领域发挥着非常重要的作用。特别是反常蓝移氢键和双氢键的发现,更加引起了科学家们的广泛关注。着重介绍了反常蓝移氢键和双氢键的发展过程和最新进展。此外,介绍了一种简单而精确的氢键判定标准。