電子電荷密度と静電ポテンシャルによる芳香族ハロゲン/水素結合のトポロジー分析

この研究では、芳香族水素/ハロゲン結合における電荷密度の分子間分布は、分子（AIM）理論の原子の枠組みおよび分子静電ポテンシャル（MEP）分析の範囲内で研究されています。この研究は、水素、フッ素、塩素原子が橋原子として作用するベンゼンと単純な系統分子の間に形成された9つの複合体で行われます。すべての結果は、CC-PVTZ基底セットを使用してMP2レベル理論で得られます。関心は、電子密度の結合、環、ケージの臨界点、密度マップの勾配、分子グラフ、および原子間表面などの分子間領域で観察されるトポロジー特徴に焦点を当てています。相互作用の強度は、次の順序で増加します。F[シンボル：テキストを参照] pi <cl [シンボル：テキストを参照] pi <h [シンボル：テキストを参照] pi。我々の結果は、フッ素原子がPi-Cloudと相互作用して芳香族ハロゲン結合を形成する能力を持っていることを示しています。Laplacianトポロジは、ハロゲン原子が求電子剤だけでなく求電子剤としても作用し、明らかに二重特性を示すことができると述べることができます。

In this work, the intermolecular distribution of the electronic charge density in the aromatic hydrogen/halogen bonds is studied within the framework of the atoms in molecules (AIM) theory and the molecular electrostatic potentials (MEP) analysis. The study is carried out in nine complexes formed between benzene and simple lineal molecules, where hydrogen, fluorine and chlorine atoms act as bridge atoms. All the results are obtained at MP2 level theory using cc-pVTZ basis set. Attention is focused on topological features observed at the intermolecular region such as bond, ring and cage critical points of the electron density, as well as the bond path, the gradient of the density maps, molecular graphs and interatomic surfaces. The strength of the interaction increases in the following order: F[Symbol: see text]pi < Cl[Symbol: see text]pi < H[Symbol: see text]pi. Our results show that the fluorine atom has the capability to interact with the pi-cloud to form an aromatic halogen bond, as long as the donor group is highly electron withdrawing. The Laplacian topology allows us to state that the halogen atoms can act as nucleophiles as well as electrophiles, showing clearly their dual character.