Effect of Halogen at the Divalent Sulfur Atom on the Properties of Complexes with a Chalcogen and Hydrogen Bond

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Binary complexes with a chalcogen (A complexes) and hydrogen (B complexes) bond formed by SHX molecules (X = F, Cl, Br, OH) of divalent sulfur and a water molecule have been calculated by the MP2/aug-cc-pVTZ quantum chemical method. An NBO analysis was performed for complexes of both types along with the topological analysis of electron density and decomposition of the binding energy into components. The quantum chemical calculations showed that the binding energies, interorbital interaction energies of monomers, and electron densities at the critical point (3, –1) of intermolecular contact are close in the A and B complexes. The main contribution to stabilization of the complexes is made by the electrostatic interaction; in the B complexes, however, the contribution of the charge transfer component is also significant. The dispersion energy plays a significant role in the binding of monomers in complexes of both types. According to the calculations, the interconversion of A and B complexes occurs with a very low activation barrier.

About the authors

A. N. Isaev

Zelinskii Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: isaevaln@ioc.ac.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. Kollman P. // J. Am. Chem. Soc. 1977. V. 99. P. 4875.
  2. Clark T., Hennemann M., Murray J.S., Politzer P. // J. Mol. Model. 2007. V. 1. P. 291.
  3. Auffinger P., Hays F.A., Westhof E., Ho P.S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004. V. 101. P. 16789.
  4. Wang W., Ji B., Zhang Y. // J. Phys. Chem. A 2009. V. 113. P. 8132.
  5. Murray J.S., Lane P., Politzer P. // Int. J. Quantum Chem. 2007. V. 107. P. 2286.
  6. Murray J.S., Lane P., Politzer P. // J. Mol. Model. 2009. V. 15. P. 723.
  7. Murray J.S., Lane P., Clark T. et al. // Ibid. 2012. V. 18. P. 541.
  8. Wheeler S.E., Houk K.N. // J. Chem. Theory Comput. 2009. V. 5. P. 2301.
  9. Riley K.E., Hobza P. // J. Chem. Theory Comput. 2008. V. 4. P. 232.
  10. Riley K.E., Murray J.S., Politzer P. et al. // J. Chem. Theory Comput. 2009. V. 5. P. 155.
  11. Riley K.E., Hobza P. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2013. V. 15. P. 17742.
  12. Deepa P., Pandiyan B.V., Kolandaivel P., Hobza P. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. P. 2038.
  13. Rosokha S.V., Stern C.L., Ritzert J.T. // Chem. – Eur. J. 2013. V. 19. P. 8774.
  14. Rosokha S.V., Vinakos M.K. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. P. 1809.
  15. Wolters L.P., Bickelhaupt F.M. // Chemistry Open 2012. V. 1. P. 96.
  16. Zhang X.Y., Zeng Y.L., Li X.Y. et al. // Struct. Chem. 2011. V. 22. P. 567.
  17. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B. et al. Gaussian 09, Revision D.01, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009.
  18. Quiñonero D., Estarellas C., Frontera A., Deyà P.M. // Chem. Phys. Lett. 2011. V. 508. P. 144.
  19. Moller C., Plesset M.S. // Phys. Rev. 1934. V. 46. P. 618.
  20. Kendall R.A., Dunning T.H. Jr., Harrison R.J. // J. Chem. Phys. 1992. V. 96. P. 6796.
  21. Boys S.F., Bernardi F. // Mol. Phys. 1970. V. 19. P. 553.
  22. Reed A.E., Weinhold F., Curtiss L.A., Pochatko D.J. // J. Chem. Phys. 1986. V. 84. P. 5687.
  23. Reed A.E., Curtiss L.A., Weinhold F. // Chem. Rev. 1988. V. 88. P. 899.
  24. Ditchfield R. // Mol. Phys. 1974, V. 27. P. 789.
  25. Wolinski K., Hilton J.F., Pulay P. // J. Am. Chem. Soc. 1990. V. 112. P. 8251.
  26. Lu T., Chen F. // J. Comp. Chem. 2012. V. 33. P. 580.
  27. Bader R.F.W. // Chem. Rev. 1991. V. 91. P. 893.
  28. Bader R.F.W. Atoms in molecules, a quantum theory. Oxford: Clarendon Press. 1993.
  29. Schmidt M.W., Baldridge K.K., Boatz J.A. et al. // J. Comput. Chem. 1993. V. 14. P. 1347.
  30. Gordon M.S., Schmidt M.W. // Theory and Applications of Computational Chemistry: the first forty years. Eds. C.E. Dykstra, G. Frenking, K.S. Kim, G.E. Scuseria . Asterdam: Elsevier, 2005. 1167 p.
  31. Nepal B., Scheiner S. // Chemical Physics 2015. V. 456. P. 34.
  32. Mó O., Yánez M., Elguero J. // J. Mol. Struct. (Theochem) 1994. V. 314. P. 73.
  33. Espinosa E., Molins E., Lecomte C. // Chem. Phys. Lett. 1998. V. 285. P. 170.
  34. Popelier P.L.A. // J. Phys. Chem. A 1998. V. 102. P. 1873.
  35. Cremer D., Kraka E. // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1984. V. 23. P. 627.
  36. Isaev A.N. // Comput. Theoret. Chem. 2017. V. 1117. P. 141.
  37. Isaev A.N. // Chem. Phys. Lett. 2021. V. 763. 138195.
  38. Morokuma K., Kitaura K. Molecular Interactions. York: WileyNew, 1980. P. 21.
  39. Steiner T. // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2002. V. 41. P. 48.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (220KB)
3.

Download (543KB)
4.

Download (74KB)
5.

Download (108KB)
6.

Download (270KB)

Copyright (c) 2023 А.Н. Исаев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».