不同强度卤键的理论研究开题报告

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1. 研究目的与意义

近年来，尽管对弱相互作用的研究仍然集中在氢键的相互作用上，但是从实验和理论两个方面对卤素复合体中的弱相互作用进行研究的发展趋势显而易见。这种研究趋势充分反映了卤素复合体在各个科学领域中的重要地位。卤键作为与氢键相似的一种特殊的分子间作用力，已经在晶体工程、分子识别、超分子组装等领域获得广泛的应用。但是与氢键相比，人们对卤键的认识以及研究还相当有限，关于卤键与氢键是否存在本质差别，以及卤键有何潜在的应用价值均有待深入研究。这些问题的解决将对全面认识卤键本质以及更好利用卤键设计功能性分子和高性能材料产生重要意义。

2. 国内外研究现状分析

卤键是由卤原子（路易斯酸）与中性的或者带负电的路易斯碱之间形成的非共价相互作用，是一种类似氢键的分子间弱相互作用。由于分子间相互作用在生物和材料科学中发挥着重要作用，因而对其本质进行深入研究具有重要意义。以前有关分子间相互作用的研究主要集中在氢键上。

早在1863年guthrie在研究nh3i2，复合物的形成时，首次明确提出了卤原子与一些电子供体之间有形成复合物的能力[1]。近年来，人们从实验和理论方面对卤键复合物进行了越来越多的研究。卤键已经广泛应用于控制固体态分子导体结构的研究中，由于卤键相较于氢键使得晶体母体更加稳定，所以卤键已经成为这类研究的首选。卤键复合物在分子识别、高效功能材料.药物设计、超分子化学中发挥着重要作用，因而对其本质进行深入研究具有重要意义。

通常情况下，一个卤键可以表达为dx一y，其中x是卤元素，y是碳、氮、卤元素等；x一y称为电子受体，也称卤键供体，d是电子供体，也称为卤键受体。这个定义首次是由dumas[5]提出来的。在卤键早期的这个定义中，并没有涉及到xx之间的相互作用。卤键体系在形成卤键后，电子供受体间的距离(dx)小于相互作用原子的范德华半径之和，且相互作用越强dx距离越短，卤键的强度变化幅度很大，键能在5～180kj/mol之间。因此，在一些分子识别过程中模板的选择上卤键更优于氢键[4]。

3. 研究的基本内容与计划

本毕业设计的研究将采用量子化学的MP2和DFT方法，以一系列有含卤分子和电子给体形成的复合物作为研究对象，对卤键的成键本质及强度进行分析，并总结规律。采用的计算都以Gaussian03W软件包来完成

4. 研究创新点

卤键是是一种类似氢键的分子间弱相互作用，其在生物和材料科学中发挥着重要作用，因而对其本质进行深入研究具有重要意义。然而，目前对卤键的研究多集中在实验上，并且大多数研究还局限在双卤分子上。基于此，我们将选取一系列的具有卤键的复合物作为研究目标，采用量子化学的研究方法来分析卤键的成键本质、成键特点和强度，并总结规律。