بررسی برخی از کمپلکس‌های جدید گازهای نجیب به عنوان اکسنده با نظریه‌ی AIM و NMR

محورهای موضوعی : شیمی فیزیک

محمدحسین قربانی ¹ (استادیار شیمی فیزیک، دانشکده علوم پایه، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
آرش قورچیان ² (دانشجوی دکترای شیمی تجزیه، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1393/10/01 تاریخ پذیرش : 1393/12/01 تاریخ انتشار : 1394/03/01

کلید واژه: گاز نجیب, رزونانس مغناطیسی هسته, اتم در مولکول, اختلال مولر - پلست, شیمی محاسباتی,

چکیده مقاله :

گازهای نجیب در شیمی کلاسیک به عنوان "بی اثر" نام برده می‌شوند، ولی در همین اواخر گزارش‌های زیادی (اعم از مطالعات تجربی و محاسباتی) نشان می‌دهد که این ترکیبات تمایل بسیار کمی به واکنش با سایر عناصر داشته و می‌توانند به عنوان اکسنده‌های شیمیایی به کار گرفته شوند. در این پژوهش محاسبات بهینه‌سازی هندسی، محاسبات رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) و آنالیز بر اساس نظریه اتم در مولکول (AIM) برای بررسی ترکیبات جدید از گازهای نجیب با فرمول عمومی HNgY…N2 و HNgY…HX انجام شده است. تمام ساختارهای HNgY…N2 در سطح **MP2/6-311++G و ساختارهای HNgY…HX در سطح (MP2/ aug-cc-pVTZ (H) ،DGDZVP (Ng and Y بهینه شدند. انرژی کل و پایداری نسبی این گروه از ترکیبات نوین با بهینه‌سازی ساختار هندسی به‌دست آمد و مشخص شد که وجود هسته‌های سنگین موجب پایداری می‌شود. مطالعات NMR در مورد تمام ترکیبات خانواده‌ی HNgY…N2 و هم‌چنین ساختارهای 1 و 2 خانواده‌ی HNgY…HX، پوشیده شدن هسته‌های هیدروژن را نمادی از تشکیل برهم‌کنش می‌داند. نتیجه‌های به‌دست آمده از نظریه AIM و NMR در مورد کمپلکس‌های HNgY…N2 به طور کامل در تطابق هستند.

منابع و مأخذ:

[1]    Desiraju, G.R.; and Steiner, T.; “The Weak Hydrogen Bond”, Oxford University Press, Oxford, UK; 100, 1999.
[2]    Riley, K.E.; Hobza, P.; Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. Vol. 1, 3-17, 2011.
[3]    Scheiner, S.; “Hydrogen Bonding: A Theoretical Prospective”, Oxford University Press, Oxford, UK; 127, 1997.
[4]    Esrafili, M.D.; Behzadi, H.; Beheshtian, J.; Hadipour, N.L, J. Mol. Graph. Model. 27, 326-331, 2008.
[5]    Politzer, P.; Murray, J.S.; Concha, M.C.; J. Mol. Model. 13, 643–650, 2007.
[6]    Esrafili, M.D.; J. Mol. Model. 19, 1417–1427, 2013.
[7]    Crabtree, R.H.; Siegbahn, P.E.M.; Eisenstein, O.; Rheingold, A.L.; Acc. Chem. Res. 29, 348–354, 1996.
[8]    Alkorta, I.; Zborowski, K.; Elguero, J.; Solimannejad, M.; J. Phys. Chem. A. 110, 10279–10286, 2006.
[9]    Alkorta, I.; Elguero, J.; Solimannejad, M.; Grabowski, S.J.; J. Phys. Chem. A. 115, 201–210, 2011.
[10]    Bui, T.T.; Dahaoui, S.; Lecomte, C.; Desiraju, G.R.; Espinosa, E.; Angew. Chem. Int. Ed. 48, 3838–3841, 2009.
[11]    Cavallo, G.; Metrangolo, P.; Pilati, T.; Resnati, G.; Sansotera, M.; Terraneo, G.; Chem. Soc. Rev. 39, 3772–3783, 2010.
[12]    Pauling, L.; J. Am. Chem. Soc. 55, 1895-1900, 1933.
[13]    Bartlett, N.; Proc. Chem. Soc. London. 77, 218-218, 1962.
[14]    Pettersson, M.; Lundell, J.; Räsänen, M.; J. Chem. Phys. 102, 6423-6431, 1995.
[15]    Pettersson, M.; Lundell, J.; Räsänen, M.; J. Chem. Phys. 103, 205-210, 1995.
[16]    Christe, K.O.; Angew. Chem. Int. Ed. 40, 1419-1421, 2001.
[17]    Pettersson, M.; Lundell, J.; Räsänen, M.; Eur. J. Inorg. Chem., 109, 729-737, 1999.
[18]    Lundell, J.; Khriachtchev, L.; Pettersson, M.; Räsänen, M.; Low Temp. Phys. 26, 680-690, 2000.
[19]    Gerber, R.B.; Ann. Rev. Phys. Chem. 55, 55-78, 2004.
[20]    Pettersson, M.; Khriachtchev, L.; Lundell, J.; Räsänen, M.; J. Am. Chem. Soc., 121, 11904, 1999.
[21]    Lundell, J.; Chaban, G. M.; Gerber, R. B.; Chem. Phys. Lett. 331, 308-316, 2000.
[22]    Runeberg, N.; Pettersson, M.; Khriachtchev, L.; Lundell, J.; Räsänen, M.; J. Chem. Phys. 114, 836-841, 2001.
[23]    Berski, S.; Silvi, B.; Lundell, J.; Noury, S.; Latajka, Z.; “in New Trends in Quantum Systems in Chemistry and Physics”, Kluwer Academic Publishers, 259-279, 2001.
[24]    Chaban, G.M.; Lundell, J.; Gerber, R. B.; Chem. Phys. Lett. 364, 628-633, 2002.
[25]    Lundell, J.; Cohen, A.; Gerber, R.B.; J. Phys. Chem. A. 106, 11950-11955, 2002.
[26]    Lignell, A.; Khriachtchev, L.; Lundell, J.; Tanskanen, H.; Räsänen, M.; J. Chem. Phys. 125, 184514-3, 2006.
[27]    Takayanagi, T.; Asakura, T.; Takahashi, K.; Taketsugu, Y.; Tagetsugu, T.; and Noro, T.; Chem. Phys. Lett. 446, 14-19, 2007.
[28]    Takayanagi, T.; and Wada, A.; Chem. Phys. Lett. 352, 91-98, 2002.
[29]    Bihary, Z.; Chaban, G.M.; Gerber, R.B.; J. Chem. Phys. 117, 5105-5108, 2002.
[30]    Takayanagi, T.; Chem. Phys. Lett. 371, 675-680, 2003.
[31]    Lignell, A.; Lundell, J.; Pettersson, M.; Khriachtchev, L.; Räsänen, M.; Low Temp. Phys. 29, 844-847, 2003.
[32]    McDowell, S.A.C.; J. Chem. Phys. 121, 5728, 2004.
[33]    McDowell, S.A.C.; and Buckingham, A. D.; Spectroc. Acta. A. 61, 1603-1609, 2005.
[34]    McDowell, S.A.C.; Chem. Phys. Lett. 368, 649-653, 2003.
[35]    McDowell, S.A.C.; J. Chem. Phys. 118, 7283-7287, 2003.
[36]    McDowell, S.A.C.; J. Mol. Struct.: THEOCHEM. 625, 243-250, 2003.
[37]    McDowell, S.A.C.; J. Chem. Phys. 119, 3711-3716, 2003.
[38]    McDowell, S.A.C.; Chem. Phys. Lett. 377, 143-148, 2003.
[39]    McDowell, S.A.C.; Mol. Phys. 101, 2261-2265, 2003.
[40]    McDowell, S.A.C.; Mol. Phys. 102, 71-77, 2004.
[41]    McDowell, S.A.C.; J. Mol. Struct.: THEOCHEM. 674, 227-232, 2004.
[42]    McDowell, S.A.C.; Chem. Phys. 301, 53-60, 2004.
[43]    McDowell, S.A.C.; Mol. Phys. 102, 1441-1446, 2004.
[44]    McDowell, S.A.C.; J. Mol. Struct.: THEOCHEM. 715, 73-77, 2005.
[45]    McDowell, S.A.C.; Buckingham, A.D.; Theor. Chem. Account 119, 29-34, 2008.
[46]    Esrafili, M.D.; Juyban, P.; Solimannejad, M.; Comput. & Theo. Chem. 1027, 84-90, 2014.
[47]    Frisch, M.J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H.B.; Scuseria, G.E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A.F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J.; Peralta, J.E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J.J.; Brothers, E.; Kudin, K.N.; Staroverov, V.N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J.C.; Iyengar, S.S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, N.J.; Klene, M.; Knox, J.E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R.E.; Yazyev, O.; Austin, A.J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J.W.; Martin, R.L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V.G.; Voth, G.A.; Salvador, P.; Dannenberg, J.J.; Dapprich, S.; Daniels, A.D.; Farkas, Ö.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; and Fox, D. J.; Gaussian 09, Revision A.02, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009.
[48]    McDowell, S. A. C.; J. Chem. Phys. 122, 204309, 2005.