双键、三键及芳香π键与卤化氢相互作用的本质规律研究

摘要

X-H···π相互作用是一种弱相互作用，是近年来一个令人关注的研究领域。目前X-H···π相互作用的研究主要是以碳碳双键、碳碳三键、芳香π键与卤化氢形成 X-H···π二聚体复合物为研究对象，以X-H···π稳定构型和精确计算相互作用能，电子转移方式以及对X-H···π键的能量成分分析等为研究内容。但是，由于π电子供体在几何空间取向有可能与多个HX相互作用形成X-H···π多聚体复合物，即在电子结构层次探讨π键与多个HX最大作用能力的问题，而其作为X-H···π相互作用本质研究的一个重要方面，关于它的研究报道较少。
　　本文主要是采用从头计算理论，分别对C2H2与nHX（n=1,2,3,4,5,6,8）、C2H4与nHX（n=1,2,3,4）形成的复合物体系和C6H6与nHCl（n=1,2,3,6,12）形成的典型X-H···π键复合物体系进行研究。首先在MP2/cc-pVTZ水平下对各体系的单体和复合物进行几何结构优化；然后在MP2/aug-cc-pVTZ水平下应用均衡校正法校正了基函数重叠误差，计算各体系的结合能，对含有重元素 Br、I的体系在结构优化和能量计算时分别采用价电子基cc-pVTZ-pp、aug-cc-pVTZ-pp，并对计算结果在几何结构和能量上进行分析，期望通过对X-H···π多体相互作用的π键与HX最大作用能力的探讨，进而为相关实验研究提供理论参考。
　　计算结果表明，复合物C2H2···nHX(X=F,Cl,Br,I;n=1,2,3,4,5,6,8)，C2H4···nHX(n=1,2,3,4)中的π键与多个HX最大作用能力均已达到极限，其中，C2H2分子中的π键最多能与6个HX相互作用形成X-H···π键；对于C2H4分子中的π键最多能与4个HX相互作用形成X-H···π键；而对于我们所构建C6H6···nHCl(n=1,2,3,6,12)复合物，在n≤12时，C6H6分子中的π键与多个HX最大作用能力没有达到极限，即至少能与12个HCl相互作用形成X-H···π键。

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第一章 绪论

§1.1 前言

§1.2 研究现状

§1.3 课题的意义及主要内容

第二章 理论基础

§2.1 从头计算法

§2.2 基函数重叠误差和均衡校正法

§2.3 双键、三键及芳香π键与卤化氢相互作用体系的选择

§2.4 X-H···π相互作用研究方法和基组的选择

§2.5 计算过程及细节

第三章 乙炔与卤化氢体系相互作用的研究

§3.1 模型的构建

§3.2 结构优化和讨论

§3.3 结合能计算和比较

第四章 乙烯与卤化氢体系相互作用的研究

§4.1 模型的构建

§4.2 结构优化和分析

§4.3 结合能计算和比较

第五章 苯与卤化氢体系相互作用的研究

§5.1 模型的构建

§5.2 结构优化和分析

§5.3 结合能计算和比较

第六章 结论

致谢

参考文献

附 录

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