A computational study of hydrogen bonds in intermolecular systems of high complexity: arachno-pentaborane(11)···Y with Y = O2 and N2

Abstract

The interactions of arachno-B(5)H(11) with N(2) and O(2) were theoretically studied. In the B(5)H(11)···N(2) and B(5)H(11)···O(2) complexes, the terminal hydrogens of B(5)H(11) work as electron donors whereas the bridge ones as electron acceptors. The optimized structures and the corresponding harmonic vibration spectra were investigated through the MP2/aug-cc-pVDZ level of theory. In order to characterize the hydrogen bonds, the topological calculations inherent to the QTAIM protocol and MEP analysis were carried out. The NBO analyses were useful in the interpretation of the red-shifts and blue-shifts on the stretch frequencies of the proton donors, of course in agreement with the Bent rule for the chemical bonding as well as by the conceptions of hyperconjugation or hybridization.

O paradigma da estrutura do doador de próton na formação de ligações de hidrogênio: complexo C2H2∙∙∙6(HF)

“…[67][68][69][70] Ainda com respeito ao Laplaciano, observa-se que há um aumento nos valores deste descritor, fato este que também corrobora com o enfraquecimento das ligações s e p. Embora haja um aumento da energia cinética da densidade eletrônica acompanhada por uma redução na energia potencial da densidade eletrônica, os valores das proporções -G/U refletem um caráter totalmente covalente pois estão compreendidos abaixo de 0,5.…”

“…Para as interações de camada fechada, [69][70] ou em outras palavras, aquelas nas quais a densidade eletrônica é mínima no BCP mas fica quase que exclusivamente concentrada na região nuclear, os valores , respectivamente; * Valores de G e U são dados em unidades eletrônicas (u.e. ).…”

THE FORMATION OF THE π∙∙∙H, F∙∙∙H AND C∙∙∙H HYDROGEN BONDS ON THE C2H2∙∙∙(HF), C2H2∙∙∙2(HF) AND C2H2∙∙∙3(HF) COMPLEXES

“…Estas reflexões têm servido de base para o estudo de sistemas intra e intermoleculares formados e estabilizados por ligações de hidrogênio n•••H−C, [5][6][7][8][9] em que n representa os pares de elétrons desemparelhados dos elementos F, O, N, S e Cl. [10][11][12][13] Doravante, além da ligação de hidrogênio n•••H−C e considerando os argumentos de Steiner e Saenger, 4 cargas negativas não exclusivamente provêm de átomos com pares de elétrons desemparelhados, e ligações insaturadas p e saturadas pseudo-p também acumulam concentrações de carga suficientes para interagirem com grupos do tipo H−C.…”

Complex pairing of B2H4 with H2O, CH3OH, NH3, NH2CH3, NH(CH3)2 and N(CH3)3

“…According to the above illustrations, B 2 H 4 has two types of terminal (H t -B) and bridging (B-H b -B) hydrogen atoms which differ in nature and characteristics. The bridging hydrogens of B 2 H 4 are participating in electron deficient 'three-center, two-electron bonds' thus, they bear enough partial positive charge to act as hydrogen bond donor (HBD) to form H b …X (X= N, O) hydrogen bonds with electron donating molecules [13,14,[17][18][19][20][21]26]. On other hand, recent studies are showing that B-B bond also could act as HBA in the interactions of borane clusters with HBD species to form H…B-B hydrogen bonds [13,20,26].…”

“…It has been the subject of proton affinity experiments in chemical ionization mass spectrometers. Among non-covalent interactions which have been known in boron chemistry, both dihydrogen bonding and hydrogen bonding types are particularly significant [4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21].…”