Stabilisation calculation of donor-acceptor complexes of boron halides in polar solvents

Abstract

Целью работы было изучение взаимодействия систем с дативными связями, энергия которых является промежуточной между энергиями ковалентных и ван-дер-ваальсовых связей. В работе исследованы структурные и энергетические параметры трифторида и трихлорида бора и их взаимодействие с ацетонитрилом, бензонитрилом и диэтиловым эфиром как в газовой фазе, так и в растворах ацетонитрила и диэтилсульфида. Установлено, что в растворах теплоты образования комплексов на 15 – 20 кДж/моль больше, чем эти величины в газовой фазе. Путем сканирования вдоль предполагаемых путей реакций рассмотрены процессы замещения лигандов на молекулы этих же лигандов или на молекулы растворителя в различных средах. Установлены основные типы соответствующих потенциальных кривых, для которых характерно наличие активационного барьера, положение которого соответствует структурам с одинаковыми расстояниями между атомами бора и координирующими атомами входящей и уходящей молекул. Путем анализа Натуральных орбиталей связей показано, что для рассмотренных систем характерны донорно-акцепторные (дативные) связи, которые также можно охарактеризовать как сильно полярные ковалентные связи.

The goal of the work was a study of the interactions in the systems with the dative bonds with the energies that are intermediate between the covalent and van-der-waals bonds. The structural and energetic parameters of BF3 and BCl3 and their interactions with acetonitrile, benzonitrile and diethyl ether in the gas phase and in the solvents were studied. It was found that in the solvents the enthalpy of the complex formation increases approximately by 15 – 20 kJ/mol. By the means of the scanning along the supposed reaction path the processes of the ligands substitution by the molecules of the ligands under consideration or by the solvent molecules were studied. The main types of the potential curves were observed with the activation barriers near the middle points of the potential curves. The NBO (Natural Bond Orbitals) analysis showed that the bond in the complexes between donor and acceptor atoms is really a dative bond with some features of the polar covalent bond.