KẾT LUẬN
Nghiên cứu liên kết hydro, cấu trúc và độ bền các phức trong tương tác giữa CH3CHZ (Z=O, S, Se, Te) với nH2O (n=1, 2, 3) bằng các phương pháp hóa lượng tử, chúng tôi đạt được một số kết quả tiêu biểu sau:
1. Đã thu được 12 phức bền với 3 dạng hình học. Các phức thu được khá bền với năng lượng tương tác trong khoảng -11,1 đến -64,0 kJ.mol-1 tại mức lý thuyết CCSD(T)/6-311++G(3df,2pd)//MP2/6-311++G(3df,2pd).
2. Độ bền các phức O-n lớn hơn nhiều so với các phức S/Se/Te-n. Khả năng cộng kết dương giảm dần theo thứ tự O-2 >> S-2 ~ Se-2 > Te-2, và xu hướng này phù hợp với chiều giảm độ bền của các phức ternary. Kết quả thu được cho thấy vai trò quan trọng của tương tác tĩnh điện và nguyên tử O so với các nguyên tử S/Se/Te trong CH3CHZ trong việc ổn định các phức hình thành. Độ bền của phức tăng đáng kể khi thêm các phân tử nước vào hệ binary, trong đó các phức hệ quaternary bền hơn gấp đôi so với hệ ternary và gấp bốn lần hệ binary.
3. Độ bền liên kết hydro O–H∙∙∙S/Se/Te xấp xỉ Csp2–H∙∙∙O, và kém bền hơn gấp đôi so với O–H∙∙∙O. Liên kết Csp2–H∙∙∙O trong các phức O-1,2 kém bền hơn trong phức S-1,2, Se-1,2 và Te-1,2. Độ bền các liên kết hydro O– H∙∙∙Z và Csp2–H∙∙∙O tăng khi n tăng từ 1 đến 3.
4. Phân tích SAPT2+ cho thấy năng lượng tương tác tĩnh điện (đóng góp khoảng 50,7-59,4%) chiếm ưu thế hơn so với hai hợp phần phân tán và cảm ứng hơn trong việc làm bền phức. Khi thay Z=O bởi Z=S, Se, Te, vai trò lớn hơn của hợp phần tĩnh điện trong việc ổn định phức O-n so với còn lại S/Se/Te-n, ngược lại vai trò hợp phần phân tán ở các phức S/Se/Te-n
giảm phần trăm đóng góp của hợp phần phân tán và làm tăng phần trăm đóng góp của hợp phần cảm ứng, trong khi phần trăm đóng góp của hợp phần tĩnh điện hầu như không đổi khi n đi từ 1 sang 2 sang 3.
5. Sự rút ngắn độ dài liên kết Csp2–H của liên kết hydro Csp2–H∙∙∙O giảm khi thay thế nguyên tử O trong CH3CHO bởi các nguyên tử S, Se và Te. Sự chuyển dời xanh tần số dao động hóa trị Csp2–H lên đến 109 cm-1 đã được phát hiện trong phức CH3CHO∙∙∙3H2O, chưa từng được công bố trước đây. Việc thêm các phân tử H2O vào hệ phức dẫn đến sự tăng đáng kể cường độ chuyển dời xanh của Csp2–H trong liên kết hydro Csp2–H∙∙∙O. Sự giảm của quá trình chuyển electron nội phân tử chiếm ưu thế hơn so với quá trình chuyển electron liên phân tử gây ra sự giảm mật độ electron ở σ*(Csp2–H) đã được phát hiện và quyết định sự rút ngắn độ dài và tăng tần số dao động hóa trị của liên kết Csp2–H trong các liên kết hydro Csp2–H∙∙∙O.
6. Các liên kết O–H∙∙∙O, O–H∙∙∙S, O–H∙∙∙Se, O–H∙∙∙Te đều thuộc loại liên kết hydro chuyển dời đỏ. Sự kéo dài liên kết O–H trong liên kết O2–H1∙∙∙Z, O5–H4∙∙∙O2 và O8–H7∙∙∙O5 có xu hướng giảm khi Z thay đổi từ O đến S, Se và Te. Sự chuyển dời đỏ tần số dao động hóa trị O–H của các liên kết này tăng đáng kể khi số lượng phân tử H2O trong phức tăng lên.
KIẾN NGHỊ
1) Mở rộng nghiên cứu so sánh tương tác của XCHZ (X=H, halogen) với các phân tử H2O.
2) Nghiên cứu làm rõ độ bền và vai trò của H2Z (Z=O, S, Se, Te) đối với sự chuyển dời xanh, đỏ của liên kết hydro Csp2–H∙∙∙Z trong các hệ phức tương tác giữa XCHO (X=H, halogen, CH3) với các phân tử H2Z.
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ
1. Nguyen Thi Thanh Cuc, Le Thi Tu Quyen, Ho Cong Hau, Nguyen Thi Dieu Cam, Vu Thi Ngan, Nguyen Tien Trung (2021), Effect of substituents on complex stability and characteristics of Csp2‐H∙∙∙O/S and O/S‐H∙∙∙S/Se hydrogen bonds in the systems of monosubstituted selenoformaldehyde with H2O and H2S. Vietnam Journal of Chemistry, 59(4), 527-535.
2. Nguyen Thi Thanh Cuc, Cam-Tu Dang Phan, Nguyen Thi Ai Nhung, Minh Tho Nguyen, Nguyen Tien Trung and Vu Thi Ngan (2021), Theoretical aspects of Nonconventional Hydrogen bonds in the Complexes of Aldehydes and Hydrogen Chalcogenides, Journal of Physical Chemistry A, accepted 29/10/2021.
3. Nguyen Thi Thanh Cuc, Nguyen Truong An, Vu Thi Ngan, Asit. K. Chandra, Nguyen Tien Trung, “Importance of Water and Intramolecular Interaction Governs Substantial Blue Shift of Csp2–H Stretching Frequency in the Complexes between Chalcogenoaldehydes and Waters”, submitted to RSC Advances in 7/10/2021.