基本信息
- 項目名稱：
- CH3SO與HOCl之間的弱相互作用: 氫鍵、氯鍵與氧鍵
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 運用雜化的密度泛函b3lyp和二級微擾的mp2方法對構型進行了計算. 進一步利用自然鍵軌道理論(NBO)討論了體系中分子片間的電子密度轉移(EDT), 弱相互作用的NRT鍵序, 超共軛效應(E(2)), 重雜化效應等. 運用分子中的原子理論(AIM)對體系的拓撲性質進行了詳細的討論.
- 詳細介紹：
- 在b3lyp/6-311++g**和mp2/6-311++g**水平上研究了CH3SO與HOCl之間的弱相互作用, 分別得到了9種和5種穩(wěn)定復合物S1A~S9A(復合物A)和S4B~S7B及S10B(復合物B), 進一步在mp2/6-311++g**水平下, 利用自然鍵軌道理論(NBO)和分子中的原子理論(AIM)對其本質進行了詳細討論, 計算了經(jīng)BSSE矯正的mp2/6-311++g**及ccsd(t)/6-311++g**相互作用能. 結果表明, 體系中除存在氫鍵與氯鍵兩種弱相互作用外, 還存在新型的氧鍵(S6)弱相互作用(S...O－F, S...O?Cl, S...O－Br). S1A~S9A及S4B~S7B, S10B的相互作用能分別在?0.4 ~ ?41.4 kJ·mol?1和?6.9 ~ ?35.8 kJ?mol?1之間, 且其變化規(guī)律與ccsd(t)/6-311++g**水平一致. 在S6中, 主要發(fā)生LP1(S8)與σ*. (O5－Cl7)之間的電荷轉移, 導致O5－Cl7拉長, 伸縮振動頻率減小, 產生紅移氧鍵復合物. 不同的是, mp2/6-311++g**水平下的S6B-F, S6B-Br及S7B均為藍移型復合物. S10B兼有紅移和藍移的“雙重”特性
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 眾所周知，弱鍵作用廣泛存在于自然界眾，為了進一步探究弱鍵作用的本質，我們選擇氫鍵、氧鍵、氯鍵為研究對象，目的是為人們進一步理解弱鍵作用機制提供更多的理論與數(shù)據(jù)支持，也為人們在晶體組裝、探針設計及藥物設計方面提供新的思路。
科學性、先進性及獨特之處
- 迄今為至, 未見有關HOCl與CH3SO間相互作用的實驗及理論研究報道. HOCl與CH3SO間復合物的形成, 可降低大氣中HOCl及CH3SO的濃度, 這對緩解臭氧層的破壞和酸雨的形成均具有重要作用. 本文著重在b3lyp/6-311++g**及mp2/6-311++g**水平上考察HOCl與CH3SO之間的相互作用.
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本作品力求通過多種量子化學計算方法，比如NBO方法，AIM方法等對經(jīng)典氫鍵、氧鍵、氯鍵進行深入細致的研究，本研究所取得結果對于人們后續(xù)的實驗研究以及晶體組裝、探針設計和藥物設計等方面可起到數(shù)據(jù)與理論支持。
學術論文摘要
- 在b3lyp/6-311++g**和mp2/6-311++g**水平上研究了CH3SO與HOCl之間的弱相互作用, 分別得到了9種和5種穩(wěn)定復合物S1A~S9A(復合物A)和S4B~S7B及S10B(復合物B), 進一步在mp2/6-311++g**水平下, 利用自然鍵軌道理論(NBO)和分子中的原子理論(AIM)對其本質進行了詳細討論, 計算了經(jīng)BSSE矯正的mp2/6-311++g**及ccsd(t)/6-311++g**相互作用能. 結果表明, 體系中除存在氫鍵與氯鍵兩種弱相互作用外, 還存在新型的氧鍵(S6)弱相互作用(S...O－F, S...O?Cl, S...O－Br). S1A~S9A及S4B~S7B, S10B的相互作用能分別在?0.4 ~ ?41.4 kJ·mol?1和?6.9 ~ ?35.8 kJ?mol?1之間, 且其變化規(guī)律與ccsd(t)/6-311++g**水平一致.
獲獎情況
- 該文已與2009年發(fā)表于《科學通報》雜志.
鑒定結果
- 本文所得結果尤其是氧鍵弱相互作用, 不但可以豐富和發(fā)展非鍵相互作用理論, 而且對于發(fā)現(xiàn)新的結合位點和設計新的高效探針分子均具有現(xiàn)實意義.
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 弱鍵相互作用普遍存在于自然界中, 在化學、材料科學及生命科學等許多領域得到了廣泛關注, 深入了解這種作用的本質和對其進行應用研究已經(jīng)成為計算化學的一個熱點研究方向。目前, 人們已對氫鍵、鹵鍵、鋰鍵及陽離子－?鍵等弱鍵作用進行了大量的理論或實驗研究, 氫鍵及鹵鍵等也已被成功用于超分子組裝中。 正因為弱相互作用的重要性, 國內外眾多知名大學和研究機構對此開展了研究工作。國內吉林大學、浙江大學、河北師范大學、煙臺大學、中科院大連化物所和北京化學所在弱鍵作用研究方面做出了不菲的成績。在國外, 尤其是捷克的Hobza, 美國的Alabugin與Weinhold及英國的popelier對弱鍵特別是氫鍵做出了大量的開創(chuàng)性工作, 形成了較為成熟的氫鍵紅移/藍移微觀機制模型。
