双接触弯曲蓝移氢键CH_2…Y的理论研究

用量子化学从头算方法在MP2/6-311 G(d,p)与MP2/6-311 G(2df,2p)两个理论级别上研究了双接触弯曲氢键Y…H2CZ(Z=O,S,Se)和Y…H2CZ2(Z=F,Cl,Br)(Y=Cl-,Br-).计算表明,在这些复合物中都存在两个等价的Y…H—C蓝移氢键;相互作用能和蓝移都比较大,每个Y…H—C氢键的能量为15～27kJ/mol,CH键长变化为-0.1～-0.5pm,CH伸缩振动频率位移为30～80cm-1.自然键轨道分析表明,3个因素导致了这些蓝移氢键的形成:(1)存在较大的重杂化;(2)弯曲的氢键构型使得分子间直接超共轭相互作用比较小,而存在相当的分子间间接超共轭相互作用;(3)质子给体的分子内超共轭相互作用较大地减小.电子密度拓扑性质的研究表明,在这些氢键复合物中都存在3个分子间临界点:在接受体原子Y与每个H原子之间存在一个键临界点,也存在相应的键径和原子间界面;在YHCH四边形内部存在一个环临界点.因此这些分子间相互作用可以严格地看作氢键.     

双接触弯曲蓝移氢键CH2…Y的理论研究

用量子化学从头算方法在MP2／6-311＋＋G（d,p）与MP2／6—311＋＋G（2df,2p）两个理论级别上研究了双接触弯曲氢键Y…H2CZ（z=O,S,Se）和Y…H2CZ2（Z=F,Cl,Br）（Y=Clˉ,Br-）．计算表明,在这些复合物中都存在两个等价的Y…H—C蓝移氢键;相互作用能和蓝移都比较大,每个Y…H—C氢键的能量为15～27kJ／mol,CH键长变化为-0．1～-0．5pm,CH伸缩振动频率位移为30—80cm^-1．自然键轨道分析表明,3个因素导致了这些蓝移氢键的形成：（1）存在较大的重杂化;（2）弯曲的氢键构型使得分子间直接超共轭相互作用比较小,而存在相当的分子间间接超共轭相互作用;（3）质子给体的分子内超共轭相互作用较大地减小．电子密度拓扑性质的研究表明,在这些氢键复合物中都存在3个分子间临界点：在接受体原子Y与每个H原子之间存在一个键临界点,也存在相应的键径和原子间界面;在YHCH四边形内部存在一个环临界点．因此这些分子间相互作用可以严格地看作氢键．     

三接触弯曲构型的蓝移氢键CH3…Y的理论研究

运用量子化学从头算方法, 在MP2/6-311＋＋G(d,p), MP2/6-311＋＋G(2df,2p), MP2/6-311＋＋G(3df,3pd)和QCISD/6-311＋＋G(d,p)水平上, 研究了CH₃F, CH₃Cl和CH₃Br作为质子给体与Cl^－, Br^－作为质子接受体形成的氢键CH₃…Y. 计算结果表明: 6种复合物中C—H键收缩, 伸缩振动频率增大, 形成蓝移氢键. 分子中原子(Atoms in Molecules, AIM)分析表明, 这些复合物的电子密度拓扑性质与普通氢键有着本质的不同, 在Y…H之间不存在键临界点, 而在Y与C之间存在键临界点, 因此这些相互作用严格地不能称为氢键. 自然键轨道(Natural bond orbital, NBO)分析表明, 在这些复合物中弯曲的CH…Y的特殊结构使得分子间超共轭n(Y)®σ*(C—H)减小到可以忽略; 质子接受体的电子密度没有转移到σ*(C—H)上, 而是转移到了σ*(C—X) (X＝F, Cl, Br)上; 存在一定程度的重杂化; 分子内超共轭相互作用减小使得σ*(C—H)的电子密度减少. 这些因素共同导致C—H伸缩振动频率的蓝移.     

三接触弯曲构型的蓝移氢键CH3…Y的理论研究

运用量子化学从头算方法, 在MP2/6-311＋＋G(d,p), MP2/6-311＋＋G(2df,2p), MP2/6-311＋＋G(3df,3pd)和QCISD/6-311＋＋G(d,p)水平上, 研究了CH₃F, CH₃Cl和CH₃Br作为质子给体与Cl^－, Br^－作为质子接受体形成的氢键CH₃…Y. 计算结果表明: 6种复合物中C—H键收缩, 伸缩振动频率增大, 形成蓝移氢键. 分子中原子(Atoms in Molecules, AIM)分析表明, 这些复合物的电子密度拓扑性质与普通氢键有着本质的不同, 在Y…H之间不存在键临界点, 而在Y与C之间存在键临界点, 因此这些相互作用严格地不能称为氢键. 自然键轨道(Natural bond orbital, NBO)分析表明, 在这些复合物中弯曲的CH…Y的特殊结构使得分子间超共轭n(Y)®σ*(C—H)减小到可以忽略; 质子接受体的电子密度没有转移到σ*(C—H)上, 而是转移到了σ*(C—X) (X＝F, Cl, Br)上; 存在一定程度的重杂化; 分子内超共轭相互作用减小使得σ*(C—H)的电子密度减少. 这些因素共同导致C—H伸缩振动频率的蓝移.     

乙二醇形成何种氢键

高中化学课本(必修)第二册第134页在叙.述乙二醇的物理性质时指出:“乙二醇是没有颜色、粘稠、有甜味的液体,沸点是198℃,熔点是-11. 50℃,密度是1.1088 g/cm3,易溶于水和乙醇。”这里的“粘稠、沸点高……”等性质很自然想到乙二醇有氢键之形成。     

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。     

关于CHF3能否形成分子间氢键的讨论

关于ＣＨＦ３能否形成分子间氢键的讨论杨秀清（新乡师范专科学校化学系河南４５３０００）由北京师范大学等三校主编的高等学校教材《无机化学》（上册）中有则习题［１］，问：ＣＨＦ３能否形成氢键？《无机及分析化学学习指导书》中的答案是ＣＨＦ３能形成分子间氢键［...     

氢键吸附及其展望

本文述及了氢键吸附的一般规律及最新发展情况，提供参考文献27篇。     

多肽中氢键强度的理论研究

用B3LYP/6-31G^*法优化了多肽分子的几何构型,计算了各个构型的电荷分布和氢键酸度,进而对多肽分子中的氢键强度进行了研究.结果表明,多肽分子中氢键的强度同时取决于形成氢键的H…O原子间距R和N-H…O之间的键角β;多肽分子倾向于形成R值小、β值大的大环氢键.3₁₀螺旋结构的多肽分子中的氢键具有协同效应,分子越大,分子中氢键越多,氢键的协同效应越强.     

快速预测分子间氢键强度的新方法

提出了一种快速预测分子间氢键强度的新方法。将其应用于29个分子间氢键体系中,计算单体间的氢键相互作用势能曲线,并与MP2方法得到的结果进行了比较。结果表明本文方法能够准确地预测出氢键键长和氢键能量,其精度可以与包含了BSSE校正的MP2结果相媲美,本文方法更简单,更快捷。本文方法可用于快速预测多肽、蛋白质体系中的氢键强度,应用前景广阔。     

原子间的另一种作用力——氢键

从氢键定义的延伸、键能大小及其共价性质的表现，认为氢键内容的发展已经可以将之称为"原子间的另一种作用力"。在此基础上，尝试推动氢键教学内容的改革，这样不但可以丰富基础无机化学中"氢键"的内容，而且可以有效增进学生从基础课教学提高科学研究的意识。     

一系列氢键诱导液晶复合物的合成及表征

以２－氰基－３－（４－（２－氯－３－甲基－１－丁酰氧基）－苯基丙烯酸（Ａ）为质子给体，Ｎ－（４－吡啶基亚甲基）－４－烷氧基苯胺（ｎＳＳＺ）为质子受体，合成了一系列新的氢键复和物，经红外光谱证实了分子间氢键的存在，通过ＤＳＣ，偏光方法及Ｘ射线衍射方法对其液晶行为进行研究，结果表明复合物呈现近晶相行为。     

氢键能量分划方法

介绍几种氢键能量分划方法以及它们的优缺点,并结合氢键体系的研究现状讨论理论方法在实际体系中的应用。     

N-H…O红移氢键和蓝移氢键的理论研究

用理论方法研究了复合物HCHO…HNO, HCOOH…HNO, HCHO…NH₃, HCOOH…NH₃, HCHO…NH₂F和HCOOH…NH₂F分子间氢键. 在MP2/6-31+G(d,p), MP2/6-311++G(d,p), B3LYP/ 6-31+G(d,p)和B3LYP/6-311++G(d,p)水平上, 利用标准方法和均衡校正方法对6种复合物进行了几何优化和振动频率计算. 计算结果表明: 在复合物HCHO…HNO和HCOOH…HNO中, HNO中N—H键强烈收缩, 存在显著的N—H…O蓝移氢键. 在复合物HCHO…NH₃, HCOOH…NH₃, HCHO…NH₂F和HCOOH…NH₂F中, NH3和NH₂F中N—H键伸长, 存在N—H…O红移氢键. 利用自然键轨道(NBO)分析表明, 电子供体轨道和电子受体轨道之间相互作用的稳定化能、电子密度重排、轨道再杂化和结构重组是决定氢键红移和蓝移的主要因素. 其中, 轨道间稳定化能属于键伸长效应, 电子密度重排、轨道再杂化和结构重组属于键收缩效应. 在复合物HCHO…HNO和HCOOH…HNO中, 由于键收缩效应处于优势地位导致N—H…O蓝移氢键存在. 在复合物HCHO…NH₃, HCOOH…NH₃, HCHO…NH₂F和HCOOH…NH₂F中, 键伸长效应居于主导地位,N—H…O红移氢键出现.     

氢键酸度的量子化学参数表示

研究了137个化合物的总氢键酸度(∑A₂^H)与量子化学参数的相关性.对于含羟基或羧基化合物,∑A₂^H=-0.027⁷⁺3.826Q_H-0.0273E_LUMO-0.0654E_HOMO+3.085Q_O(n=70,r=0.982),其中Q_H表示羟基或羧基氢原子净电荷,E_LUMO表示最低未占据分子轨道能级,E_HOMO表示最高占据分子轨道能级,Q_O表示羟基或羧基中与氢原子连接的氧原子净电荷;对于含氨基化合物,∑A₂^H=-1.569+3.637Q_H-0.1235E_HOMO(n=49,r=0.985),其中Q_H表示氨基中较正氢原子的净电荷;对于含亚氨基化合物,∑A₂^H=-0.472+3.676Q_H(n=18,r=0.993),其中Q_H表示亚氨基氢原子的净电荷.     

氢键碱度的神经网络法计算

氢键在生命科学和化学等领域均起着十分重要的作用.化合物可以通过提供质子和接受质子等两种方式与其它化合物形成分子间氢键,其形成氢键的能力分别称为氢键酸度（hydrogen-bondacidity）和氢键碱度(hydrogen-bondbasicity).可以用正辛醇／水分配系数和环己烷／水分配系数的对数差（ΔlogP）[1]、溶剂化显色参数[2－3]等表示化合物形成氢键的能力,其中应用较多的是Abraham等[4]提出的总氢键酸度（）和总氢键碱度（）.但由于和要通过实验得到,繁琐不便,限制了它们的广泛应用.本文用神经网络法研究了理论计算得到的量子化学参数与之间的相…     

煤中氢键类型的研究

采用真空红外光谱技术清晰地观察到了碳含量７３－８８ｗ％的四个煤样及其溶剂抽出物中的五种羟基的不同氢键缔合类型，并通过原位热解红外光谱技术研究了它们的热稳定性。     

取代基对1-甲基尿嘧啶与N-甲基乙酰胺氢键复合物中氢键强度的影响

使用密度泛函理论B3LYP方法和二阶微扰理论MP2方法对由1-甲基尿嘧啶与N-甲基乙酰胺所形成的氢键复合物中的氢键强度进行了理论研究, 探讨了不同取代基取代氢键受体分子1-甲基尿嘧啶中的氢原子对氢键强度的影响和氢键的协同性. 研究表明: 供电子取代基使N－H…O＝C氢键键长r(H…O)缩短, 氢键强度增强; 吸电子取代基使N－H…O＝C氢键键长r(H…O)伸长, 氢键强度减弱. 自然键轨道(NBO)分析表明: 供电子基团使参与形成氢键的氢原子的正电荷增加, 使氧原子的负电荷增加, 使质子供体和受体分子间的电荷转移量增多; 吸电子基团则相反. 供电子基团使N－H…O＝C氢键中氧原子的孤对电子轨道n(O)对N－H的反键轨道σ^*(N－H)的二阶相互作用稳定化能增强, 吸电子基团使这种二阶相互作用稳定化能减弱. 取代基对与其相近的N－H…O＝C氢键影响更大.     

羟基磷灰石中氢键的XPS考察

Several calcium orthophosphates (tricalcium phosphate, monocalcium dihydropho-sphate, dicalcium hydrophosphate, and hydroxyapatite) are characterized by XPS and IR method. The P2p electron binding energies follow the order Ca(H_2PO_4)_2>CaHPO_4>Ca_(10)(OH)_2(PO_4)_6>Ca_3(PO_4)_2. It is expounded that there is hydrogen bonding of (OH...OPO_3) between the OH~- ion and the neighbour oxygen of the phosphate in hydroxyapatite.     

几种分子间氢键络合物体系的振动光谱研究

本文对X·C_2H_2[X=(CH_3)_3N、NH_3、(CH_3)_2O和CH_3(N)及(NH_3)_2·C_2H_2]五种分子间氢键络合物体系进行了振动光谱研究。用MNDO方法对这五种体系进行了几何构型优化,获得了直角坐标力常数;通过力常数变换将其转换成内坐标表达的力常数,用GF矩阵方法作全振动分析,计算了上述体系的振动光谱频率,并对频率作了理论归属,从而得到了分子间氢键的伸缩振动力常数和振动频率。