مطالعه نظری ساختار الکترونی، پایداری و اثر تجمع در کمپلکس های پیوند هالوژنی

پیوند هالوژنی (xb) یک برهم کنش جاذبه ای خالص بین یک ناحیه الکترون دوست وابسته به یک اتم هالوژن xدر یک مولکول rx و یک ناحیه هسته دوست در همان مولکول یا مولکول دیگر y می باشد. این پیوند به دلیل اهمیتی که در سیستم های بیولوژیکی و طراحی مواد جدید در حوزه های مختلف مثل الکترونیک، فعالیت نوری غیرخطی و داروها دارد، توجه فزاینده ای را به خود جلب کرده است. این پایان نامه، مطالعه نظری ساختار الکترونی، پایداری و اثر تجمع در کمپلکس های پیوند هالوژنی را شرح می دهد. فصل اول، مروری کلی از مفاهیم نظری مرتبط با تحقیقات این پایان نامه در اختیار می گذارد. در فصل دوم، مروری مختصر بر درک کنونی از برهم کنش xb صورت گرفته و مدل های نظری، مطالعه ی xb در فازهای جامد، مایع و گازی و مثال هایی از سیستم های بیولوژیکی بحث شده است. در فصل سوم، کمپلکس های پیوند هالوژنی تشکیل شده بین xeh2 و مشتقات هالوژن دار کربن، در سطوح محاسباتیmp2/6-311++g(2d,2p)/def2-tzvpp، mp2/dgdzvp وb3lyp/dgdzvp مطالعه شدند. نتایج بررسی های ir ,mep ,nmr و aim تشکیل پیوند هالوژنی را تایید کردند. در فصل چهارم، از محاسبات از آغازین در سطح محاسباتی mp2/cc-pvtz برای بررسی تریمرهای(x=cl, br; y=hcn, hnc) f3cx…y…hmgh و f3cx…hmgh…y استفاده شد. در تریمرهایی که پیوند هالوژنی و پیوند دی هیدروژنی، به صورت هم زمان حضور دارند، تجمع پذیری مثبت و در حضور هم زمان پیوند هالوژن- هیدرید و پیوند دی هیدروژنی، تجمع پذیری منفی مشاهده شد. در فصل پنجم، تجمع پذیری بین پیوندهای هیدروژنی و هالوژنی در کمپلکس های f3cx…nch(cnh)…nch(nh) (x=cl, br) در سطح محاسباتی mp2/cc-pvtz مطالعه شد. انرژی های برهم کنش پیوند هیدروژنی و هالوژنی در تریمرها بزرگ تر از دیمر بودند، که دلیلی بر تجمع پذیری مثبت این دو برهم کنش است. اثر پیوند هیدروژنی روی خواص پیوند هالوژنی بزرگ تر از تأثیر پیوند هالوژنی بر پیوند هیدروژنی بود. در فصل ششم، محاسبات mp2 با مجموعه پایه cc-pvtz برای بررسی برهم کنش های بین مولکولی در کمپلکس های سه تاییy…hccx…y(x=cl,br,y=hcn,hnc) و xcch…y…y,hccx…y…y که به وسیله ی پیوندهای هیدروژنی و هالوژنی به هم متصل شدند، به کار برده شد. در کمپلکس هایی که hccx به طور هم زمان نقش دهنده هیدروژن و هالوژن را ایفا می کند، تجمع پذیری منفی و در تریمرهایی که hccx به عنوان دهنده هیدروژن یا هالوژن عمل می کند، تجمع پذیری مثبت به دست آمد. در فصل هفتم، اثرات استخلاف روی برهم کنش های n…xcn در کمپلکس های py…xcn…xcn(z=h,f,oh,och3,ch3,nh2,no2,cn;py=pyridine;x=cl,br) 4-z- در سطح محاسبات b97-1/6-31+g(d,p)-lanl2dzdpمطالعه شدند. در تمام کمپلکس ها، انرژی پیوندی برای استخلاف های الکترون دهنده، افزایش یافته و برای استخلاف های الکترون کشنده، کاهش یافت. تجمع پذیری مثبت بین دو برهم کنش پیوند هالوژنی مشاهده شد. روابط خطی خوبی بین انرژی تجمع پذیری و سه پارامتر شیمی کوانتمی شامل بارهای npa بر اتم n پیریدین، پتانسیل الکتروستاتیک می نیمم (vs,min) و انرژی یونیزاسیون موضعی متوسط می نیمم (īs,min) روی سطح دانسیته الکترون 0.001au پیریدین و ثابت های هامت وجود داشت.