离子液体阴离子间的反静电氢键：一项密度泛函理论研究
化学物理
2021-04-21 v1
摘要
氢键（HBs）在离子液体（ILs）的理化性质中起着关键作用。目前，离子液体中阳离子与阴离子之间（Ca-An）或阳离子之间（Ca-Ca）的氢键已有广泛报道。本文中，我们为离子液体 1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓 4-(2-羟乙基)咪唑化物 [HEMIm][HEIm] 中阴离子之间（An-An）氢键的存在提供了 DFT 证据。通过势能扫描研究了阴离子二聚体、阳离子二聚体、H2O 二聚体以及离子对的热力学稳定性。结果表明，阳离子-阴离子对最稳定，而阴离子二聚体中的氢键具有与水的二聚体相似的热力学稳定性。进一步的几何、光谱和电子结构分析表明，阴离子间氢键满足传统氢键的一般理论判据。复合物中四种氢键的强度顺序为：阳离子-阴离子对 > H2O 二聚体 = 阳离子二聚体 > 阴离子二聚体。能量分解分析表明，诱导和色散相互作用是克服强库仑排斥、形成阴离子间氢键的关键因素。最后，通过对包含两对离子的体系进行全局极小搜索，确认了离子团簇中阴离子间氢键的存在。尽管羟基功能化阳离子更可能与阴离子形成氢键，但在低能结构中羟基基团之间仍存在阴离子间氢键。我们的研究拓宽了对离子液体中氢键的理解，并支持了最近提出的反静电氢键概念。
引用
@article{arxiv.2011.07678,
title = {Anti-electrostatic hydrogen bonding between anions of ionic liquids: A density functional theory study},
author = {Junwu Chen and Kun Dong and Lei Liu and Xiangping Zhang and Suojiang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.07678},
year = {2021}
}