ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ КОВАЛЕНТНОСТИ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ КОВАЛЕНТНОСТИ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ

При разговорах о природе водородной связи одним из наиболее дискуссионных вопросов является то, в какой степени ковалентные взаимодействия (связь, реализующаяся за счет объединения электронной плотности партнеров) принимает участие в этом типе межмолекулярного взаимодействия.

Обеспокоенные существованием большого количества противоречащих друг другу взглядов на механизм образования водородной связи, а также постоянному усложнению теоретических концепций, описывающих этот тип связи, исследователи из Германии решили подробно изучить природу этих связей, а также оценить вклад ковалентных взаимодействий в образование водородной связи.

Ричард Дронсковски (Richard Dronskowski) с коллегами изучили строение кристаллов, в формировании кристаллической решетки которых участвует водородное связывание для того, чтобы определить – за счет чего кристаллическая решетка этих соединений остается стабильной, а также для того, чтобы сравнить степень ковалентности коротких и длинных водородных связей. Для решения этих задач они провели квантовохимические расчеты ab initio по своему собственному алгоритму, который позволял вычленять из энергии взаимодействия вклады отдельных орбиталей и измерять степень ковалентности водородных связей, соотнося полученные результаты с деталями структуры объектов исследования. Как поясняет Дронсковски, новый подход весьма значительно отличается от методик, традиционно применяющихся в молекулярной кристаллографии (анализ плотности заряда), а также от обычных квантовохимических расчетов для газовой фазы и, соответственно, позволяет получить более релевантные значения.

Ричард Дронсковски (Richard Dronskowski) с коллегами изучили строение кристаллов, в формировании кристаллической решетки которых участвует водородное связывание для того, чтобы определить – за счет чего кристаллическая решетка этих соединений остается стабильной, а также для того, чтобы сравнить степень ковалентности коротких и длинных водородных связей. Для решения этих задач они провели квантовохимические расчеты ab initio по своему собственному алгоритму, который позволял вычленять из энергии взаимодействия вклады отдельных орбиталей и измерять степень ковалентности водородных связей, соотнося полученные результаты с деталями структуры объектов исследования. Как поясняет Дронсковски, новый подход весьма значительно отличается от методик, традиционно применяющихся в молекулярной кристаллографии (анализ плотности заряда), а также от обычных квантовохимических расчетов для газовой фазы и, соответственно, позволяет получить более релевантные значения.

Дронсковски поясняет, что результаты, полученные в его группе, позволяют предположить то, что не существует четкой однозначной границы между ковалентной и нековалентной водородной связи – переход между двумя этими типами происходит постепенно. Он отмечает, что природа, в частности – энергия, наиболее прочных водородных связей ‘похожа на природу ковалентных связей, однако не все прочные водородные связи обусловлены тем, что донор и акцептор водородной связи объединяются друг с другом за счет объединения электронной плотности.

Источник: Chem. Commun., 2014, 50, 11547 (DOI: 10.1039/c4cc04716h)