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ADF Highlight:修正氢键的次静电相互作用模型(JACS,2019)

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文献资料:Stephanie C. C. van der Lubbe, Francesco Zaccaria, Xiaobo Sun, and Célia Fonseca Guerra,?Secondary Electrostatic Interaction Model Revised: Prediction Comes Mainly from Measuring Charge Accumulation in Hydrogen-Bonded Monomers,?J. Am. Chem. Soc., Just Accepted Manuscript,?10.1021/jacs.8b13358

次静电相互作用(SEI)模型常用于预测和解释自组装体系的相对氢键强度。该模型将氢键的作用机制简化为相互作用的点电荷,但实验结果往往与该模型的预测一致。这一模型是如何预测的?本文研究了两个四重氢键异构体DDAA-AADD和DADA-ADAD。

结果表明,当质子给体D(电子供体)和质子A(电子受体)以DDAA的方式聚在一起时,前沿原子周围的电荷积累比DADA的方式要大。这种电荷积累增强D的正电性以及A的负电性,使得DDAA的静电作用和共价作用都得到增强。因此,该模型之所以有效,是因为它为氢键单体中的电荷积累提供了度量。这为超分子化学家们调控氢键强度、控制自组装体系性能提供了理论依据。

本文使用ADF中的EDA方法分析了氢键键能的构成,静电势分布、前线分子轨道等信息。

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