Симметричная водородная связь

Энергетические профили различных типов водородных связей кислорода между гетероатомами . Стандартные водородные связи асимметричны: водород связан с одним гетероатомом. Когда pKa между гетероатомами одинаково, образуется симметричная водородная связь с водородом собственно между двумя местами. На более коротких расстояниях барьер между двумя минимумами энергии достаточно низок, чтобы водород в равной степени связывался как низкобарьерная или одноямная водородная связь.

Симметричная водородная связь — это особый тип водородной связи , в которой протон расположен ровно посередине между двумя одинаковыми атомами. Сила связи с каждым из этих атомов одинакова. Это пример 3-центровой 4-электронной связи . Этот тип связи намного прочнее «обычных» водородных связей, фактически его прочность сравнима с ковалентной связью . Он наблюдается во льду при высоком давлении ( Ice X ), а также в твердой фазе многих безводных кислот, таких как плавиковая кислота и муравьиная кислота, при высоком давлении. Это также наблюдается в бифторид- ионе [F-H-F] ⁻ . Многое было сделано для квантовомеханического объяснения симметричной водородной связи, поскольку она, по-видимому, нарушает правило дуэта для первой оболочки: протон фактически окружен четырьмя электронами . Из-за этой проблемы некоторые считают, что это ионная связь .

Ссылки

• Штайнер, Томас (2002). «Водородная связь в твердом состоянии». Angewandte Chemie, международное издание . 41 : 48. doi : 10.1002/1521-3773(20020104)41:1<48::AID-ANIE48>3.0.CO;2-U .