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

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 3، دوره 9، شماره 1، خرداد 1394، صفحه 21-29   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

محمدحسین قربانی^{* 1}؛ آرش قورچیان²

¹استادیار شیمی فیزیک، دانشکده علوم پایه، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²دانشجوی دکترای شیمی تجزیه، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها

گاز نجیب؛ رزونانس مغناطیسی هسته؛ اتم در مولکول؛ اختلال مولر - پلست؛ شیمی محاسباتی

مراجع

[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.