b. Phương pháp lý thuyết
3.2.2. Phân tích AIM
Để xác nhận sự tồn tại cũng như độ bền của các tương tác axit-bazơ và liên kết hiđro giữa C6···O3(O4) và O7···H2 trong các phức P1.1, P1.2 và
311++G(2d,2p). Kết quả hình học topo được minh họa ở hình 3.3 và các thông số hình học topo được liệt kê ở bảng 3.4.
P1.1 P1.2 P1.3
Hình 3.3. Hình học topo của các điểm tới hạn liên kết trong P1.1, P1.2, P1.3
Từ hình 3.3 cho thấy có sự tồn tại các BCP của những sự tiếp xúc O3(4)∙∙∙C6 hay H2(5)∙∙∙O7 trong các dạng phức ở hình 3.2. Bảng 3.4 cho thấy các giá trị mật độ electron tại những BCP (ρ(r)) này trong khoảng 0,006 – 0,017 (au), đồng thời giá trị Laplacian tại các BCP này (∇2(ρ(r))) đều dương và trong khoảng 0,027 – 0,065 (au), đều thuộc giới hạn tiêu biểu cho sự hình thành tương tác không cộng hóa trị (ρ(r) trong khoảng 0,002-0,035 au, ∇2(ρ(r)) trong khoảng 0,02-0,15 au) [3]. Như vậy những sự tiếp xúc O3(4)∙∙∙C6 là tương tác axit-bazơ Lewis và H2(5)∙∙∙O7 là liên kết hiđro. Sự tồn tại các điểm tới hạn vòng RCP trong các phức P1.1 và P1.2 chứng tỏ các phức tạo thành có dạng vòng.
Bảng 3.4. Phân tích AIM của các phức P1.1, P1.2, P1.3
BCP ρ(r) (au) λ 1 (au) λ2 (au) λ3 (au) ∇2(ρ(r)) (au)
P1.1 BCP O3∙∙∙C6 0,009 -0,008 -0,003 0,046 0,035 H5∙∙∙O7 0,017 -0,020 -0,020 0,105 0,065 RCP 0,008 -0,007 0,008 0,029 0,030 P1.2 BCP O3∙∙∙C6 0,010 -0,008 -0,003 0,050 0,039 H2∙∙∙O7 0,006 -0,006 -0,002 0,035 0,027 RCP 0,006 -0,005 0,002 0,033 0,030 P1.3 BCP O4∙∙∙C6 0,009 -0,007 -0,003 0,049 0,039 H2∙∙∙O7 0,006 -0,005 -0,004 0,031 0,021
λ1,, λ2, λ3 là các trị riêng của ma trận mật độ Hessian
Giá trị mật độ electron tại các BCP ở liên kết hiđro kiểu O4-H5∙∙∙O7 lớn nhất, lớn hơn mật độ electron tại các BCP của các tương tác axit-bazơ Lewis kiểu C1=O3(4)∙∙∙C6 và nhỏ nhất là ở các liên kết hiđro kiểu C1- H2∙∙∙O7. Do đó, khi phức hình thành, liên kết hiđro kiểu O-H∙∙∙O bền nhất, đến tương tác axit-bazơ Lewis O∙∙∙C và kém bền nhất là liên kết hiđro kiểu C- H∙∙∙O. Vì vậy trong việc làm bền phức liên kết hiđro O4-H5∙∙∙O7 đóng vai trò nổi trội hơn, sau đó tới tương tác axit-bazơ Lewis giữa O3(4)∙∙∙C6, rồi đến liên kết hiđro C1-H2∙∙∙O7. Đối với phức P1.1, độ bền phức là do tương tác axit-bazơ Lewis giữa O3∙∙∙C6 và liên kết hiđro kiểu O-H∙∙∙O, trong đó liên kết hiđro O-H∙∙∙O đóng vai trò chính nên phức P1.1 bền nhất trong 3 phức. Với phức P1.2 và phức P1.3, độ bền phức do tương tác axit-bazơ Lewis giữa O∙∙∙C và liên kết hiđro kiểu C-H∙∙∙O đóng góp, trong đó tương tác axit-bazơ Lewis giữa O3∙∙∙C6 ở P1.2 bền hơn tương tác axit-bazơ Lewis giữa O4∙∙∙C6 ở
P1.3 nên phức P1.2 bền hơn phức P1.3. Kết quả phân tích AIM cho thấy thứ tự độ bền của các dạng phức P1.1, P1.2, P1.3 phù hợp với kết quả năng lượng
tương tác ở các phức như ở bảng 3.2.