Водородносвязанные комплексы (CX3)2O⋯HF (X=H, D) инфракрасные спектры и моделирование в рамках теории функционала плотности и топологических методов анализа

Водородносвязанные комплексы (CX₃)₂O⋯HF (X=H, D) играют важную роль в межмолекулярных взаимодействиях в газовой и жидкой фазах. В данной работе исследованы колебательные и вращательные характеристики этих комплексов с использованием инфракрасной спектроскопии, расчётов в рамках теории функционала плотности (DFT), а также топологических методов анализа, таких как атомы в молекулах (AIM), невалентные взаимодействия (NCI) и редуцированный градиент плотности (RDG). Инфракрасные спектроскопические измерения были проведены при температуре 188 K с использованием вакуумного фурье-спектрометра Bruker IFS-120 HR. Полученные данные показали значительные красные смещения частот валентных колебаний молекулы HF, обусловленные образованием водородной связи. Расчёты в рамках DFT на уровне B3LYP/6-311++G(d,p) подтверждают структурную перестройку и смещения частот при формировании комплекса. Вычисленные колебательные частоты хорошо согласуются с экспериментальными данными, что подтверждает надёжность выбранного теоретического подхода. Теории AIM, NCI и RDG дают детализированную характеристику водородной связи в комплексе (CX₃)₂O⋯HF. Анализ критической точки связи указывает на сильное электростатическое взаимодействие, тогда как результаты расчётов в рамках NCI и RDG подтверждают вклад дисперсионных сил в общую устойчивость комплекса. Данное исследование углубляет понимание водородносвязанных комплексов, раскрывая их спектроскопические свойства и структурную динамику. Полученные результаты способствуют более глубокому пониманию механизмов водородного связывания в различных молекулярных средах.

На английском языке

A hydrogen-bonded (CX3)2O⋯HF (X=H, D) complexes: infrared spectra and modeling within the density functional theory and topological analysis methods

Murodov G., Khujamov U.K. and Nurmurodova G.E.

We study hydrogen-bonded (CX₃)₂O⋯HF (X=H, D) complexes that play a crucial role in understanding intermolecular interactions in gas and liquid phases. We dive into the vibrational and rotational characteristics of these complexes using infrared (IR) spectroscopy, density functional theory (DFT) calculations, and topological analyses such as Atoms in Molecules (AIM), Non-Covalent Interaction (NCI), and Reduced Density Gradient (RDG) methods. IR spectroscopy measurements were conducted at 188 K using Bruker IFS-120 HR vacuum Fourier spectrometer, revealing significant redshifts in HF stretching frequencies due to hydrogen bonding. DFT calculations at the B3LYP/6-311++G(d,p) level confirm the structural rearrangement and frequency shifts upon complex formation. The calculated vibrational frequencies align well with experimental data, validating the accuracy of the theoretical approach. The AIM, NCI, and RDG analyses provide a detailed characterization of the hydrogen bond in (CX₃)₂O⋯HF. The bond critical point analysis indicates a strong electrostatic interaction, while NCI and RDG results confirm the contribution of dispersive forces to the overall stability of the complex. This study enhances our understanding of hydrogen-bonded complexes, offering insights into their spectroscopic properties and structural dynamics. The findings contribute to a deeper comprehension of hydrogen bonding mechanisms in various molecular environments.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2026_69_01_110

Пример ссылки для цитирования

Муродов Г., Хужамов У.К., Нурмуродова Г.Э. Водородносвязанные комплексы (CX₃)₂O⋯HF (X=H, D) инфракрасные спектры и моделирование в рамках теории функционала плотности и топологических методов анализа // Изв. вузов. Радиофизика. 2026. Т. 69, № 1-2. C. 110–120.