本项目主要利用电子密度拓扑分析理论方法研究弱键体系(氢键、卤键、锂键、惰性原子键)。通过本项目的工作,改进了本课题组自行编写的电子密度拓扑程序GTA-2000,首次将σ和π电子分开处理,并引入分子生成密度差的思想,将两种算法加入到了电子密度拓扑程序中,推出了新版本GTA-2010程序;首次把σ-π电子密度分离成功地用于分子间相互作用的研究中,得到π电子密度分布函数,从而讨论π电子的分布及拓扑特性,说明了π电子密度对分子间相互作用的贡献;首次将分子生成密度差的模型用于分子间相互作用的研究中,比较了氢键和锂键生成过程中电子密度的变化情况;用电子密度拓扑分析方法系统地研究了弱键体系中n-型和π-型氢键、卤键、锂键,比较和总结了不同类型弱键作用的异同点,得到了描述弱键作用的特性和指标弱键键鞍点处的电子密度Laplacian量和电子能量密度(Hb)可用来分析弱键作用的类型;弱键键鞍点处的电子密度拓扑性质及能量性质(Gb、Vb和Hb)与弱键键长、键能等密切相关,可以用来判断弱键作用的强度。本项目的研究进一步丰富和发展了AIM 理论,也将会促进化学键理论的发展。
英文主题词intermolecular interaction; halogen bonds; hydrogen bonds; lithium bonds; topological analysis of electron density