传统氢键(X-H…Y)还是X-H…π相互作用?——无机苯与卤化氢相互作用本质的量子化学研究

摘要

在MP2/6-311++G**水平对无机苯(B3N3H6)与卤化氢HX(X=F,Cl,Br,I)相互作用体系进行了系统研究.结果表明在B3N3H6-HX(X=F,Cl,Br,I)体系的平衡几何结构中,HX的H原子倾向于指向B3N3H6环上的N原子,且从HF到HI相互作用强度依次减弱.与苯-卤化氢体系比较,除与HF相互作用B3N3H6较C6H6强外,其余体系B3N3H6均较C6H6弱(结合能数值相差4 kJ/mol左右).对称匹配微扰理论(SAPT)能量分解结果说明静电、诱导和色散力对描述B3N3H6-卤化氢体系的相互作用都很重要,从HF到HI静电能占总吸引作用能的百分比逐渐减少,色散能占总吸引作用能的百分比逐渐增加,这种变化趋势与苯-卤化氢体系比较类似,表明B3N3H6与卤化氢的相互作用随着卤素原子序数的递增,传统氢键作用趋势减弱,X-H…π相互作用趋势增强.