卤离子对N···Cl卤键的加强作用的理论研究

采用HF方法和6-31G(d,p)基组,对C_4H_4N_2…2ClF复合物中的卤键作用进行研究,并讨论随着卤离子的加入,形成X~-…C_4H_4N_2…2ClF(X~-=F~-,Cl~-,Br~-)复合物之后,卤离子对该类卤键的加强作用。通过分析分子表面静电势,搭建复合物构型,优化得到了复合物的稳定构型并进行了频率分析。用电子密度拓扑分析方法研究复合物中卤键的性质,探讨了该类卤键的作用本质。研究结果表明:(1)C_4H_4N_2可以通过氮原子外的负静电势区域与ClF分子中Cl原子外的正静电势区域结合形成2个N…Cl卤键,卤离子F~-、Cl~-和Br~-与C_4H_4N_2中的2个H原子可以形成氢键,这个氢键对N…Cl卤键有明显的加强作用,且按照Br~-、Cl~-和F~-的顺序,加强作用越来越明显。(2)电子密度拓扑分析表明,复合物C_4H_4N_2…2ClF、Br~-…C_4H_4N_2…2ClF、Cl~-…C_4H_4N_2…2ClF、F…C_4H_4N_2…2ClF的N…Cl卤键强度依次增加;N…Cl卤键属于闭壳层相互作用。