环状分子M(IX)4 (M=Li , Na , Be2 , Mg2 ; X=SH, F, OH, NH2)中卤键的理论研究开题报告

1. 研究目的与意义

卤键是一种非共价分子间相互作用，和氢键类似。

卤素键作为一种特殊的弱相互作用，在一些晶体工程、高附加值材料、药物的设计、材料工程以及生物科学等多个领域中都有应用。

协同作用作为卤键的主要特征之一，吸引了大量的研究人员。

2. 国内外研究现状分析

2004年wang理论上研究了f3c-clnh3，f3c-cloh2，f3c-clbr，f3c- brnh3 ，f3c-broh2，f3siclnh3，f3c-sioh2，f3c-sibr，f2n-clnh3，f2n-cloh2，f2n-clbr等体系，发现了蓝移型卤键，并通过电子密度拓扑分析研究了蓝移卤键，从电子密度的拓扑特征、键鞍点处的电子密度(the electron density of the bcp)、键鞍点处电子密度的拉普拉斯量(the laplacian of the electron density of the bcp)、卤素与受体原子的相互渗透、卤原子的静电荷、能量、偶极距 、体积 8 个方面来论述卤键的本质。

结果表明适用于氢键的8个标准中的前3个都在蓝移型卤键的研究中得到了重现，但是其余有关原子性质的5个标准适用于蓝移型卤键时有所不同。

这也表明了蓝移型卤键本质的多样性，与 allen等关于传统卤键的分析结果一致.张慧霞等在对应体系m_2x_2cif (m= b, a1, ga,c, si, ge,x= h,li,na,f,cl, br)之间π型卤键的理论研究中涉及到了对于相同的取代基x，不同性质的原子m对卤键影响。

3. 研究的基本内容与计划

本课题将采用密度泛函理论，各种尺寸基组，对环状分子M(IX)4 (M=Li , Na , Be2 , Mg2 ; X=SH, F, OH, NH2)的几何结构和电子结构进行研究，重点分析分析金属离子及取代基对环状分子中卤键成键强弱的影响规律。

4. 研究创新点

虽然现在人们以氢键相互作用为主研究弱相互作用，但是由于氢键本身的柔性降低了晶体基体的稳定性，这就浪费了大量的财力和物力，使该领域的科研进展很缓慢。

卤键在一些方面比氢键好。

本课题使用量子力学的方法研究环状体系m(ix)4(m=lit, nat, be2 , mg2 ; x=sh, f,oh,nh2)中的卤键，分析其分子结构、电子分布等。