Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Института органической химии им. Н.В. Зелинского РАН и Института элементоорганической химии им. А.Н. Несмеянова РАН экспериментально подтвердили существование нового типа межатомных взаимодействий — «charge-shift» связь. Исследователи получили достаточно стабильные пероксосольваты аммонийной соли 3,4,5-тринитропиразола и парабановой кислоты. В этих структурах молекулы H₂O₂ расположены в кристаллографических центрах инверсии и полностью упорядочены благодаря четырём водородным связям промежуточной силы с соседними коформерами. С помощью прецизионного рентгеноструктурного анализа и периодических расчетов методами теории функционала плотности установлены специфические особенности ковалентной связи HO−OH в кристаллах для обоих соединений, что позволило дополнить теорию «Атомы в Молекулах». Выявлено, что критическая точка (3, −1) связи O−O характеризуется большим положительным значением Лапласиана электронной плотности > 0.30 а.е. Таким образом, связь O−O невозможно отнести ни к одному из двух типов межатомных взаимодействий, «shared interactions» и «closed-shell interactions», существующих в теории «Атомы в молекулах». Полученные данные существенно расширяют область применения этой теории и позволяют дать единообразное описание связей Cr−L, где L = O, N и C, в комплексах хрома, «инвертированной» связи C−C в пропелланах, связи Si−N в тетрафосфетах смешанной валентности и др.
Деформационная электронная плотность для молекулы пероксида водорода по результатам мультипольного уточнения.
Результаты работы, поддержанной Российским научным фондом (№ 24-13-00410), опубликованы в журнале «The Journal of Physical Chemistry Letters».
Mikhail V. Vener, Alexander G. Medvedev, Adam I. Stash, Alexey A. Mikhaylov, Petr V. Prikhodchenko, Dmitry E. Baravikov, Igor L. Dalinger, Andrei V. Churakov, Fedor M. Dolgushin, The First Experimental Charge Density Studies and Comparative Periodic DFT Calculations for Crystalline Hydrogen Peroxide Adducts: Peculiarities of the HO−OH Covalent Bond, J. Phys. Chem. Lett. 2025, 16, 10316−10323. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c01752
Новость о работе подготовлена ИОНХ РАН для проекта «Виртуальный музей химии: продолжение осмотра» при грантовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий». Проект выполняется в рамках Десятилетия науки и технологий.