پیوندهای تترلی؛ مطالعه‌ای بر اساس لاپلاسی چگالی الکترونی و اتم‌های کوانتومی برهم‌کنش‌کننده

پیوند تترل برهمکنشی غیرکوالانسی است که میان مولکولی دارای اتم تترل (اتم‌های گروه 14 جدول تناوبی) و یک گونه الکترون دهنده رخ می‌دهد. در این پژوهش، کمپلکس‌های fh3 t⋯nch و clh3 t⋯nch (که در آنها t یکی از اتم های c، si یا ge می‌باشد) به به عنوان‌ مثال‌هایی از پیوند تترل مورد بررسی قرار می‌گیرد. توزیع لاپلاسی چگالی الکترونی این کمپلکس‌ها نشان می‌دهد که می‌توان پیوندهای تترل را همچون پیوندهای هالوژنی و نیکوژنی در دسته برهمکنش‌های لومپ-هول طبقه بندی نمود. در لایه ظرفیت اتم تترل این مولکول‌ها، ناحیه‌ای با تهی شدگی الکترون (هول) وجود دارد که می‌تواند با لومپ (ناحیه انباشتگی الکترون) در nch برهم کنش جاذبه ایجاد کند. بررسی برهمکنش‌ها در مقیاس اتمی و بر پایه‌ی روش iqa نشان می‌دهد که برهمکنش جفت اتم‌های تترلنیتروژن عمدتا جاذبه الکتروستاتیکی می‌باشد و اثرات کوانتومی سهم ناچیزی در جاذبه میان این اتم‌ها بازی می‌کنند. برهمکنش‌ میان اتم نیتروژن nch و هیدروژن‌های fh3t نیز نقش پر رنگی در تشکیل کمپلکس‌های تترل بازی می‌کنند. این برهمکنش‌ها در کمپلکس کربن از طریق جاذبه الکتروستاتیک کلاسیکی به تشکیل برهمکنش کمک می‌کنند، در حالیکه در کمپلکس‌های سیلیسیم و ژرمانیم با سهم کوانتومی خود منجر به پایداری بیشتر کمپلکس می‌شوند.

Tetrel Bonds; a Theoretical Study Based on the Laplacian of Electron Density and Interacting Quantum Atoms Analysis

Tetrel bond is a noncovalent interaction between a tetrelcontaining molecule and an electron donor species. In this work, the FH3 T⋯NCH and ClH3 T⋯NCH model complexes (in which T is C, Si, or Ge) are studied. Distribution of the Laplacian of the electron density of isolated FTH_3 and ClTH_3 molecules indicates that the tetrel bonds can be classified as “lumphole” interactions. There is a region of charge depletion (hole) in the VSCC of the tetrel atom that interacts with the lump (a region with charge concentration) of the nitrogen of NCH. IQA analysis of tetrelbonded complexes shows that the attractive interatomic tetrelnitrogen interaction is mainly electrostatic, and the exchangecorrelation term plays a minor role. Besides, the interactions between nitrogen (of NCH) and hydrogens of FH3 T play crucial roles in the formation of tetrel complexes. In the carbon complex, the hydrogennitrogen interactions strengthen the tetrel interaction through their attractive classical electrostatic term while stabilizing silicon and germanium complexes through their quantum mechanical components.