مطالعه شیمی کوانتومی پیوند هیدروژنی دیمرهای NH2NW(W=O, S, Se)

محورهای موضوعی : شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپی

صادقعلی باوفا ¹ , علیرضا نوروزی ²

1 - گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
2 - گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

تاریخ دریافت : 1398/05/19 تاریخ پذیرش : 1398/09/02 تاریخ انتشار : 1398/09/01

کلید واژه: EDA, آنالوگ های نیتروزآمین, AIM, پیوند هیدروژنی, NBO,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، بررسی پیوند هیدروژنی دوپارهای NH2NW (W=O, S, Se) با استفاده از روش M06-2x و مجموعه پایه‌های 6-311++G(d,p)، 6-311++G(2d,2p) و AUG-cc-pVTZ در فاز گازی انجام شده است. در ابتدا، ساختارهای مولکولی و توزیع الکترونی تک‌پارها به صورت کامل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. با توجه به مقادیر پتانسیل الکتروستاتیکی مولکولی (MEP)، مکان‌های فعال شناسایی و با استفاده از آنها قدرت پیوند هیدروژنی پیش بینی شده است. با در نظر گرفتن این مقادیر، نظم میل ترکیبی پروتون (Hcis و Htrans) به شرح زیر است: Htrans: NH2NSe > NH2NS > NH2NO Hcis: NH2NSe  NH2NO > NH2NS علاوه بر این با استفاده از توصیف‌گرهای انرژی، ساختار هندسی، جای نگاریکی و اوربیتال‌های مولکولی دوپارها، قدرت پیوند هیدروژنی آن‌ها تخمین زده شده است. برای همه دوپارها، تشکیل کمپلکس باعث طویل‌تر شدن پیوند NH و به این ترتیب جابجایی به سمت قرمز برای پیوند هیدروژنی مربوطه را نشان می‌دهد. نتایج AIM نشان می‌دهد که ماهیت کوالانسی جزیی در دوپارهای S2 و Se2 وجود دارد. در نهایت آنالیز تجزیه انرژی (EDA) پیشنهاد می‌کند که قطبش‌پذیری به شدت باعث پایداری دوپارهای NH2NS و NH2Se نسبت به دوپار NH2NO می‌شود.

چکیده انگلیسی:

The hydrogen bonded complexes of NH2NW (W = O, S and Se) have been completely investigated in the present study using M06-2x method and 6-311++G(d,p), 6-311++G(2d,2p) and AUG-cc-pVTZ basis sets in the gas phase. At first, the molecular structures and their electronic distributions of individual monomers were completely analyzed. According to the molecular electrostatic potential (MEP) values, the active sites are identified and their relative reactivity’s utilized to predict the strength of HB interactions. According to these values, the order of affinity of protons (Htrans and Hcis) is as follows: Htrans: NH2NSe > NH2NS > NH2NO Hcis: NH2NSe > NH2NO > NH2NS Furthermore, the energetic (with their components), geometrical, topological, and molecular orbital descriptors of dimers are employed to estimate the strength of the HB interactions. For all the structures, complex formation results in elongation of N-H bond thereby showing the red-shift for the respective bonds. The AIM results indicate that there are the partial covalent nature in S2 and Se2 dimers. Finally, the analysis of energy decomposition analysis (EDA) terms propose that induced components strongly cause to the stabilization of NH2NS and NH2NSe dimers relative to NH2NO dimers.