氢键有共价字符吗?

密切关注的分子间相互作用的能量是如何计算的对证据的说法产生了怀疑氢键更共价静电。¹问题的证据来自电荷转移能量决定使用自然键轨道(NBO))方法。当用于研究氢键NBO电荷转移能量,能产生高值导致解释其主宰着整个交互。这种解释“不可持续”,据安东尼的石头来自英国剑桥大学。

石头的批评NBO持续争论的本质氢键自1960年代以来一直在持续的。一个视图主要是氢键之间的静电吸引电荷分布在氢和另一个原子的电负性,。另一个是氢键涉及电子的转移,因此,原子间,这让它共价的性格。”这个问题从来没有真正得到解决,部分原因是这些结果支持论点,它本质上是化学成键,“石头解释道。

今天,有实验和理论证据表明氢键涉及一些电荷转移,但多少还在激烈的争论。NBO表明它占主导地位,而石头和其他人注意到其他计算方法找到了一个更小的电荷转移的作用。这些差异的原因是不清楚。

现在,石头NBO和symmetry-adapted相比微扰理论(SAPT)结合密度泛函理论(DFT)。使用两个氟化氢分子之间的氢键作为一个例子,他认为NBO瀑布的“基础设置叠加误差”。

根据石头,问题源自分子周围的电子密度是如何分解成自然键轨道方法的名称。方法提供了“基础设置”信息不足,给个人氟化氢分子错误的高能量,他说。从这个高能参考,电荷转移能量的NBO计算结合集以前用于单独的分子基础。”,提高每个单体的描述的可能性,因为它是一个更大的基础,“石头解释道。”,弥补错误的高能以及描述电荷转移效应本身,所以得到的结合能比它应该。

整个真相?

的NBO分析本身并不是一个方法定量计算的能量,”计数器克拉克兰迪斯(UW),麦迪逊市威斯康辛大学的。兰迪斯,合著的两本书和大约两打文章应用NBO化学问题,说叠加误差的指控是一个“mischaracterisation”。分歧源于不同的方法如何对待电子轨道,他解释说。的电荷转移估计NBO关联与几乎所有重要的实验指标氢键对于大量的系统,”他说。”石教授似乎只关注NBO能量,我们倾向于关注电荷密度变化的分析。

兰迪斯将计算方法之间的分歧归结为“类似的术语是指不同的东西”。兰迪斯的威斯康辛大学麦迪逊分校的同事和NBO先锋弗兰克Weinhold补充说,电荷转移的词汇对于不同的人意味着不同的东西。“找到精确的数学发散口头/概念框架之间的“翻译”应该是一个有用的一步澄清条款的分歧,“Weinhold说。

Elangannan Arunan班加罗尔,印度理工学院的科学认为石头的论文将吸引双方专家的辩论”。虽然Arunan的团队表明氢键没有使用NBO共价字符,²他不确定,这种能量分解分析将导致任何预测能力在推进科学”。氢键的贡献从静电感应,分散,交换关联和电荷转移共价,和所有实验测量相互作用能,”他说。的所有方法分解模型,我们不应该忘记。