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yjcmwgk

禁虫 (文坛精英)

密度泛函·小卒

优秀版主

[交流] 【求助】大家认为pi-pi相互作用的本质是什么? 已有1人参与

(部分回帖在物理版
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1701383&fpage=1
如需也请阅读)

当然一切相互作用(范德华力除外)的本质都是分子轨道分布(Molecular Orbital Distribution)的扩展,或者是轨道的耦合。这个小卒还是明白的。
不过,对于这种距离达到了3-5埃(这已经是范德华力的作用范围了),而这种pi-pi作用却比范德华强2-10倍,大家觉得这个原因是什么?
(1)从轨道耦合角度考虑?
(2)从“两个分子的分子轨道的对称性匹配”角度考虑(呵呵,这个考虑和上一个考虑基本类似)?
(3)还是从电子在两个分子之间的转移来考虑?
小卒毕竟是化学出身,那种比较底层的微观图景的理解,确实不是那么清楚。还请各位虫友不吝赐教

PS:以苯为例,pi-pi相互作用指的是“相距3-5个埃”的两个苯分子的PI电子之间的相互作用

[ Last edited by GrasaVampiro on 2009-12-13 at 15:58 ]
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qzhaosdu

金虫 (著名写手)

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小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
yjcmwgk(金币+10): 2010-04-01 18:01
最近也看了一些这方面的文献。想谈谈自己的看法。
1.两个苯环平面都是pi电子高度离域的,从这个方面看,2个苯环平行靠近时肯定会有排斥作用,这就当静电力来看就行。如果加了pauli原理,那么就是对这个静电力的修正。--长程力
2.由于自己没有动手算过pi-pi stacking的体系,不知道这个体系的几个前线轨道是个什么样子,所以不好说。不过估计应该有些pi轨道的相互作用,当然轨道与轨道之间也会有电荷的转移。--短程力(charge transfer)
3.楼上的虫友也提到了,最近sherrill等发的文章都显示,无论苯上是吸电子基还是供电子基,都比单纯的pi-pi作用强,很多理论计算都证明是dispersion的作用。那么,好了,无取代的苯我们可以认为是H取代的,那么2个平行苯环的H之间会有dispersion的(H的极化能力还是有的)。--长程力

综上所述,我认为pi-pi stacking应该可以解释为
electrostatic(including pauli exchange and repulsion)+orbital interaction(i. e. charge transfer)+dispersion(London force).
另外,最近算C-H/pi相互作用的时候,发现一个问题,用AIM分析得到的结果完全和化学图像对不上号,文献上也得到相同的结果,正在疑虑。。。

[ Last edited by qzhaosdu on 2010-4-1 at 17:53 ]
Anewday,anewhour,anewminute,anewpeople.
59楼2010-04-01 17:50:13
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