Parametric Evaluation of the Energy of Tetrel Bonds in Complexes of Tetrahedral Molecules with Ammonia and Halide Anions

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The electronic properties of weak and strong tetrel bonds (TtBs) formed by the elements of the carbon subgroup Tt = C, Si, Ge, Sn, Pb, which provide their subatomic electrophilic site for noncovalent interactions, have been studied. Generalized quantitative models for evaluating the energy of tetrel bonds were obtained for a large sample of molecular complexes formed by halide anions or ammonia molecule with tetrahedral molecules used as an example. The replacement of the nucleophilic fragment in the complexes leads to different trends for the dependences of the interaction energy on the electronic characteristic of the bond. The minimum of the electrostatic potential on the line of the tetrel bond proved to be the most universal factor suitable for quantitative comparison of both weak and relatively strong bonds within a single parametric model.

About the authors

E. V. Bartashevich

South Ural State University (National Research University)

Email: muhitdinova.s.e@gmail.com
454080, Chelyabinsk, Russia

S. E. Mukhitdinova

South Ural State University (National Research University)

Email: muhitdinova.s.e@gmail.com
454080, Chelyabinsk, Russia

I. V. Klyuev

South Ural State University (National Research University)

Email: muhitdinova.s.e@gmail.com
454080, Chelyabinsk, Russia

V. G. Tsirelson

South Ural State University (National Research University); Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Author for correspondence.
Email: muhitdinova.s.e@gmail.com
454080, Chelyabinsk, Russia; 125047, Moscow, Russia

References

  1. Politzer P., Murray J.S. // Theor. Chem. Accounts Theory, Comput. Model. (Theoretica Chim. Acta). 2002. V. 108. № 3. P. 134.
  2. Bartashevich E.V., Matveychuk Y.V., Mukhitdinova S.E. et al. // Theor. Chem. Acc. 2020. V. 139. № 2. P. 26.
  3. Legon A.C. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2017. V. 19. № 23. P. 14884.
  4. Alkorta I., Elguero J., Frontera A. // Crystals. 2020. V. 10. № 3. P. 180.
  5. Grabowski S.J. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. № 5. P. 1824.
  6. Daolio A., Scilabra P., Terraneo G. et al. // Coord. Chem. Rev. 2020. V. 413. P. 213265.
  7. Scilabra P., Kumar V., Ursini M. et al. // J. Mol. Model. 2018. V. 24. № 1. P. 37.
  8. Scheiner S. // J. Phys. Chem. A. 2018. V. 122. № 9. P. 2550.
  9. Hou M., Liu Z., Li Q. // Int. J. Quantum Chem. 2020. V. 120. № 15. P. e26251.
  10. Scheiner S. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2021. V. 23. № 10. P. 5702.
  11. Zierkiewicz W., Michalczyk M., Scheiner S. // Molecules. 2018. V. 23. № 6. P. 1416.
  12. Grabowski S. // Molecules. 2018. V. 23. № 5. P. 1183.
  13. Scheiner S. // Ibid. 2018. V. 23. № 5. P. 1147.
  14. Liu M., Li Q., Cheng J. et al. // J. Chem. Phys. 2016. V. 145. № 22. P. 224310.
  15. Frontera A., Bauzá A. // Chem. – A Eur. J. 2018. V. 24. № 62. P. 16582.
  16. Бейдер Р. Атомы в молекулах: Квантовая теория. М.: Мир, 2001. 533 с.
  17. Bader R.F.W. // J. Phys. Chem. A. 1998. V. 102. № 37. P. 7314.
  18. Tsirelson V.G. // The Quantum Theory of Atoms in Molecules. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 2007. P. 257.
  19. Pendás A.M., Francisco E., Blanco A.M. et al. // Chem. – A Eur. J. 2007. V. 13. № 33. P. 9362.
  20. Espinosa E., Molins E., Lecomte C. // Chem. Phys. Lett. 1998. V. 285. № 3–4. P. 170.
  21. Mata I., Alkorta I., Espinosa E. et al. // Ibid. 2011. V. 507. № 1–3. P. 185.
  22. Espinosa E., Alkorta I., Elguero J. et al. // J. Chem. Phys. 2002. V. 117. № 12. P. 5529.
  23. Vener M.V., Egorova A.N., Churakov A.V. et al. // J. Comput. Chem. 2012. V. 33. № 29. P. 2303.
  24. Bushmarinov I.S., Lyssenko K.A., Antipin M.Y. // Russ. Chem. Rev. 2009. V. 78. № 4. P. 283.
  25. Ananyev I.V., Karnoukhova V.A., Dmitrienko A.O. et al. // J. Phys. Chem. A. 2017. V. 121. № 23. P. 4517.
  26. Bartashevich E.V., Tsirelson V.G. // Russ. Chem. Rev. 2014. V. 83. № 12. P. 1181.
  27. Kuznetsov M.L. // Molecules. 2019. V. 24. № 15. P. 2733.
  28. Kuznetsov M.L. // Int. J. Quantum Chem. 2019. V. 119. № 8. P. e25869.
  29. Bartashevich E.V., Tsirelson V.G. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2013. V. 15. № 7. P. 2530.
  30. Alkorta I., Legon A. // Molecules. 2017. V. 22. № 10. P. 1786.
  31. Granovsky A.A. Firefly version 8, http://classic.chem.msu.su/gran/firefly/index.html.
  32. Adamo C., Barone V. // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. № 13. P. 6158.
  33. Jorge F.E., Neto A.C., Camiletti G.G. et al. // Ibid. 2009. V. 130. № 6. P. 064108.
  34. Bartashevich E.V., Mukhitdinova S.E., Klyuev I.V. et al. // Molecules. 2022. V. 27. № 17. P. 5411.
  35. Lu T., Chen F. // J. Comput. Chem. 2012. V. 33. № 5. P. 580.
  36. Colombant D., Manheimer W., Ott E. // Phys. Rev. Lett. 1984. V. 53. № 5. P. 446.
  37. Statistica: 13. TIBCO Software Inc, http://statsoft.ru/#tab-STATISTICA-link
  38. Vener M.V., Shishkina A.V., Rykounov A.A. et al. // J. Phys. Chem. A 2013. V. 117. № 35. P. 8459.
  39. Mata I., Alkorta I., Espinosa E. et al. // Chem. Phys. Lett. V. 508. № 4–6. P. 332.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (314KB)
3.

Download (138KB)
4.

Download (177KB)
5.

Download (154KB)

Copyright (c) 2023 Е.В. Барташевич, С.Э. Мухитдинова, И.В. Клюев, В.Г. Цирельсон

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».