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双氢键
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双氢键是氢键的一种,是金属氢化物与OH或NH基团或其它含质子基团的相互作用。Brown 和 Heseltine 首先发现这一现象。[2] 他们发现在(CH3)2NHBH3的红外光谱的3300和3210cm−1处有强烈的吸收峰。能量较高的峰对应普通的N-H键振动,而能量较低的峰则是N-H键与B-H键结合的结果。如果将溶液稀释,3300 cm−1处的吸收峰会增强,而3210 cm−1处的吸收则明显减弱,证明了这是一个分子间的相互作用。
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硼烷氨的晶体检测结果,再一次使大家的目光集中在了双氢键。在这个分子中,如同 Brown 和 Hazeltine 研究的那样,氮上的氢带有部分正电荷,表示为Hδ+,而硼上的氢则带有负电荷,表示为Hδ-。[3] 换句话说,该胺是一个质子酸而硼烷端则带有一个负电荷,因此而形成的。B-H...H-N 吸引进一步的稳定了整个分子,使之为固态。与之类比的是乙烷,后者的沸点比前者低了285℃。因为在整个成键中用到了两个氢原子,因此称为双氢键。
在一个氢负离子和一个质子酸的反应当中,在氢气生成之前,可能有双氢键的生成。在NaBH4·2H2O 中也能发现一个较短的双氢键,其中H-H键长分别为1.79、1.86 和1.94 Å。[1]
这类H-H键相互作用与过渡金属配合物中的H-H键相互作用不同,后者有与金属的双氢键。[4] 在两个中性的没有成键的氢原子之间也可能存在假设的H-H键。(参见分子中的原子理论)