超分子化学--分子间相互作用

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1、超分子作用力分子相互作用种类静电相互作用氢键金属原子和配位体间的配位键（M-L配位键）疏水相互作用-重叠作用静电相互作用静电力产生于具有偶极的分子之间；静电力使得具有偶极的分子能够取向一致地排列起来，因此也被称为取向力；极性分子能够诱导附近的非极性分子产生诱导偶极矩，从而在两个分子之间发生的相互作用被称为诱导力；氢键定义：当氢原子与一个电负性比较大的原子X（如F，Cl，O，N等）通过共价键相连时，它能与另一个电负性高的原子Y产生吸引作用，通过X-H中的氢原子与Y原子上的孤对电子作用形成形如直线型结构，这一结构就被称为氢键。氢键氢键的基本性

2、质：氢键的强度取决于氢键两端的X和Y原子的电负性，这两个原子的电负性越强，则氢键越强。当X-H…Y三个原子取直线构型时氢键最强，但是在很多情况下，受其他分子间或分子内作用的影响，分子之间无法达到这样的取向。氢键中X-H一般指向Y原子的孤对电子的方向，以有利于氢键的形成。氢键的键长一般被定义为X原子与Y原子之间的距离，实验结果表明，氢键键长要比共价键键长以及H原子和Y原子的范德华半径之和要短。常规氢键氢键的类型：对称型氢键和不对称型氢键一般氢键中由于X原子和Y原子不相同，都属于不对称型氢键，而对称型氢键除了要求其中X原子与Y原子相同外，H原子还

3、必须位于这两个原子连线的中点，这种严格的要求使得对称型氢键只有在X，Y原子都为O或F原子的时候才能形成。HF2_中氢键的分子轨道示意图常规氢键强氢键和弱氢键常规氢键分子内氢键和分子间氢键分子间氢键形成于不同的分子之间，分子间氢键的形成有利于分子聚集和结合形成一定的超分子结构，分子内氢键则由同一个分子的不同部位之间相互作用而形成。以上这些都可称为常规氢键X-H····YX,Y=F,O,N,C,Cl非常规氢键X-H‥π相互作用π键体系，包括双键，三键，芳香环等，也能够作为质子受体与卤化氢，O-H，N-H，C-H等质子给体产生与氢键类似的相互作用，

4、被称为氢键，或者叫芳香氢键。多重氢键加和作用氢键识别组装成分子饼三聚氰胺氰尿酸非常规氢键X-H‥M氢键非常规氢键金属有机化合物中，发现了一些形成于金属原子M与化学键X-H之间的X-H‥M氢键。含有富余电子的金属原子M则替代氢键中的非金属原子充任质子受体。这类氢键有如下特点：金属原子通过配位键的作用，成为了富电子体系。配合物中具有18电子组态的金属原子易于形成这种氢键X-H‥M氢键一般为直线形构型。超分子协同、加和作用氢键识别、-堆叠和冠醚-阳离子识别的协同生物大分子中的氢键DNA双螺旋中的氢键M-L配位键Zn-N配位键形成的分子盒锌-卟啉

5、M-L配位键Zn-N配位键形成的分子盒M-L配位键Fe-N配位键组装成的超分子联吡啶Mo-C和Mo-N键组装成的超分子疏水作用环糊精接上一个疏水基团（如Ph-C4H9），这个基团通过识别环糊精疏水性的内腔，自组装成长链。环糊精的类别和结构疏水性内腔亲水性外壳常见的离子载体：环糊精环糊精结合中的憎水效应-重叠作用苯环π−π堆积有面对面和边对面两种作用方式。边对面方式一般通过芳环上缺电子的氢原子与另一个芳香环上的π电子云相互作用形成，是一种C-H…π型氢键。石墨的片层通过典型的面对面的π−π堆积作用而结合在一起，面对面π−π堆积比边对面的方式

6、的强度相对要更弱，因此石墨片层之间极易因受到外力而发生滑移。面-面重叠面-角重叠典型的-重叠体系-重叠作用碳均为sp2杂化，石墨呈现非常强的-重叠作用-重叠作用的本质阳离子-π相互作用二茂铁中的Fe2+与环戊二烯之间形成的阳离子-π相互作用阳离子-π相互作用多肽链中形成于赖氨酸侧链与酪氨酸侧链之间的阳离子-π相互作用正离子-相互作用正离子-相互作用正离子-相互作用在气相通过质谱手段可证实钠离子与苯环形成了正离子-相互作用正离子-苯环相互作用正离子-吲哚相互作用这种作用力不仅在晶体结构中得到证明,在溶液体系中通过NOE效

7、应也很好的证明了侧链的弯曲,说明正离子-芳环作用的存在。正离子-苯酚基团相互作用XXX=KI正离子-缺电子芳环相互作用XXX=-C6F5π-共轭分子堆积、光电性能与超分子调控有机π-共轭材料因其多样性、质轻、柔软、加工方便、光电性质可调等突出性能,广泛应用于有机电致发光器件(OLEDs)、有机场效应晶体管(OFETs)、有机太阳能电池(PCs)及有机激光等领域。作为光电功能材料，有机π-共轭材料的发光效率和载流子迁移率是决定有机光电器件性能的重要参数,它不仅决定于组成材料基元的分子结构,而且取决于分子聚集体中分子的堆积模式(即聚集态结构)。前

8、沿分子堆积模式是通过改变分子偶极的堆积模式,调节分子偶极间的相互作用,实现对有机π-共轭材料发光效率和载流子迁移率的调控。有机π-共轭分子的堆积模式是由分子间作用力