极强的硫族键：分子中的氧能否形成它？第一性原理视角
化学物理
2022-10-24 v1 材料科学
原子与分子团簇
计算物理
摘要
在非共价化学文献中流行着两种观点：i) 分子中的 O 原子不能形成硫族键（chalcogen bond）；ii) 即便形成，该键也非常弱。我们在本研究中表明这些观点未必正确，因为在一系列 34 个离子-分子复合物中，某些分子的氧原子与所考察的若干富电子阴离子碱之间的吸引能从未弱（约 -2.30 kcal/mol）到超强（-90.10 kcal/mol）不等。其中若干复合物的 [MP2/aug-cc-pVTZ] 结合能被发现可与众所周知的氢键复合物 [FH...F]-（约 -40 kcal/mol）相媲美或显著更大。利用分子中的原子量子理论、二阶自然键轨道以及对称自适应微扰理论能量分解分析考察了这些分子间相互作用的本质。研究发现许多此类相互作用具有混合键合特征（离子性与共价性），在中等至强束缚的复合物中尤为明显。所有这些均可由成键轨道到反键轨道型的供体-受体电荷转移离域来解释。因此，本研究证明分子中共价结合的氧原子可具有作为异常强的硫族键供体的显著能力。
引用
@article{arxiv.2210.11919,
title = {Very strong chalcogen bonding: Is oxygen in molecules capable of forming it? A First Principles Perspective},
author = {Pradeep Varadwaj and Arpita Varadwaj and Helder Marques},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.11919},
year = {2022}
}
备注
This is a preprint and has not been peer reviewed, and can be found elsewhere https://www.authorea.com/users/334543/articles/460514-very-strong-chalcogen-bonding-is-oxygen-in-molecules-capable-of-forming-it-a-first-principles-perspective