fbpx
วิกิพีเดีย

พันธะแฮโลเจน

พันธะแฮโลเจน (อังกฤษ: halogen bond) เป็นอันตรกิริยานอนโคเวเลนต์ (noncovalent interactions) ชนิดหนึ่ง ที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมของธาตุแฮโลเจนที่มีสมบัติเป็นกรดลิวอิส (lewis acid) กับอะตอมที่มีสมบัติเป็นเบสลิวอิส (Lewis Base) และจะเกิดขึ้นเมื่ออะตอมของธาตุแฮโลเจนเป็นอิเล็กโตรไฟล์ (electrophile) เท่านั้น

พันธะแฮโลเจนที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของไอโอโดคลอไรด์และโมเลกุลเอมีน แสดงด้วยเส้นประ

นิยามโดย IUPAC

พันธะแฮโลเจน R−X···Y−Z เกิดขึ้นเมื่อมีหลักฐานการปรากฏของอันตรกิริยาแบบดึงดูดโดยสุทธิระหว่างบริเวณที่เป็นอิเล็กโตรไฟล์ (electrophilic region หมายถึง บริเวณที่มีอิเล็กตรอนเบาบาง) บนอะตอมของธาตุแฮโลเจน X กับส่วนของโมเลกุล R-X (เมื่อ R สามารถเป็นอะตอมชนิดอื่นรวมทั้งอะตอม X หรือกลุ่มของอะตอมอื่นๆ) และบริเวณที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ (nucleophilic region หมายถึง บริเวณที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนมาก) ของโมเลกุลหรือส่วนของโมเลกุล (molecular fragment) Y-Z

การเปรียบเทียบระหว่างพันธะแฮโลเจนและพันธะไฮโดรเจน

พันธะไฮโดรเจนและพันธะแฮโลเจนแสดงโดยเส้นประ


 
 


  1. พันธะไฮโดรเจน
  2. พันธะแฮโลเจน

ในกรณีของพันธะไฮโดรเจน อะตอมผู้ให้ (donor; D) คือ อะตอม กลุ่มของอะตอม หรือโมเลกุลที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนมากและสามารถสร้างอันตรกิริยาแบบดึงดูด (attractive interaction) กับอะตอมของไฮโดรเจนที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนต่ำได้ โดยอะตอมของไฮโดรเจนต้องมีการสร้างเกิดพันธะกับอะตอม A ที่มีความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนสูง เช่นเดียวกันกับในกรณีของพันธะแฮโลเจน อะตอม กลุ่มอะตอม หรือโมเลกุล R มีความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนสูง ทำให้อะตอมของแฮโลเจน X มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนต่ำหรือมีเป็นบริเวณที่เป็นอิเล็กโตรไฟล์ ทำให้เกิดอันตรกิริยาแบบดึงดูดกับอะตอม Y ซึ่งมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงได้

ข้อสังเกต

ข้อสังเกตที่สำคัญเมื่อมีพันธะแฮโลเจนเกิดขึ้นเสนอขึ้นโดยนักผลิกศาสตร์ โคตะมะ เทสิราช (Gautam R. Desiraju) และคณะ ดังนี้

ในสารเชิงซ้อนที่มีพันธะแฮโลเจน R–X···Y–Z:

  • ระยะทางระหว่างอะตอมแฮโลเจนผู้ให้ (donor halogen atom) และอะตอมผู้รับ (acceptor atom) Y มีแนวโน้มที่จะมีค่าน้อยกว่าผลรวมของรัสมีแวนเดอร์วาลส์ของอะตอม X และอะตอม Y
  • มุม R-X···Y มีแนวโน้มที่จะเป็นมุมตรง (180°) อะตอมของธาตุแฮโลเจน X มีแนวโน้มที่จะจัดวางตัวในทิศทางของแกนของอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว n (n-lone pair) บนอะตอม Y หรือคู่อิเล็กตรอนในพันธะไพ (π-bond electron pair)ใน Y-Z
  • ความแข็งแรงของพันธะแฮโลเจนจะลดลงเมื่อค่าอิเล็กโตรเนกาทิวิตีของอะตอม X เพิ่มขึ้น และเมื่อความสามารถในการดึงอิเล็กตรอนของอะตอมหรือกลุ่มอะตอม R ลดลง
  • แรงโดยเบื้องต้นที่มีส่วนในเกิดขึ้นในการของพันธะแฮโลเจน คือ แรงไฟฟ้าสถิต (electrostatic force) (ที่ประกอบด้วยการโพลาไรเซชัน) และแรงแพร่กระจาย (dispersion) และแรงอื่นๆ โดยอาจแตกต่างกันแล้วแต่กรณี
  • การวิเคราะห์ทอพอโลจีของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนมักจะแสดงวิถีของการเชื่อมต่อพันธะที่เชื่อมระหว่างอะตอม X และอะตอม Y และจุดวิกฤติของพันธะ (bond critical point)ระหว่างอะตอม X และอะตอม Y
  • มีรูปแบบการสั่น (vibrational modes) แบบใหม่จากการเกิดพันธะ X···Y เกิดขึ้นและมีการเปลี่ยนแปลงการดูดกลืนรังสีอิฟราเรด (infrared absorption) และการดูดกลืนรามาน (Rraman absorption)ของ R-X และ Y-Z เกิดขึ้น
  • โดยปกติแล้วพันธะแฮโลเจน X···Y จะทำให้เกิดการเลื่อนไปทางน้ำเงิน (blue shift) อย่างเป็นเอกลักษณ์ในสเปกตรัมยูวี-วิสิเบิลของอะตอมผู้ให้พันธะแฮโลเจน
  • โดยปกติแล้วพันธะแฮโลเจน X···Y จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นเอกลักษณ์ในสัญญาณนิวเคลียร์แมนเนติกเรโซแนนซ์ของ R-X และ Y-Z
  • อะตอมแฮโลเจน X อาจมีส่วนร่วมในพันธะแฮโลเจนมากกว่าหนึ่งพันธะ
  • พันธะแฮโลเจนอาจมีส่วนร่วมในการเกิดปฏิกิริยาการถ่ายโอนแฮโลเจน (halogen transfer reactions)หรือในปรากฏการณ์ที่ว่องไวต่อปฏิกิริยาอื่นๆ


ประโยชน์

พันธะแฮโลเจนกำลังเป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์สาขาผลิกศาสตร์โดยเฉพาะการออกแบบโครงสร้างผลึก ซึ่งพันธะแฮโลเจนได้ถูกใช้เป็นเครื่องมือในระดับโมเลกุลในการสร้างโครงสร้างผลึกให้มีสมบัติตามที่ออกแบบไว้ และยังพบพันธะชนิดนี้ในสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่อีกด้วย อย่างไรก็ตาม พันธะแฮโลเจนยังถือว่าเป็นอันตรกิริยาในระดับโมเลกุลที่ใหม่และยังไม่เป็นที่รู้จักอย่างแพร่หลายนัก


 
พันธะแฮโลเจนที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุล (แสดงโดยเส้นประ) และทำให้เกิดช่องว่างภายในโครงสร้างซึ่งเป็นตัวอย่างการใช้ประโยชน์ในการออกแบบโครงสร้างผลึก


ดูเพิ่ม

อ้างอิง

  • DEFINITION OF THE HALOGEN BOND. Recommendation submitted by the IUPAC task group (2009-032-1-100) Gautam R. Desiraju, et al.

นธะแฮโลเจน, งกฤษ, halogen, bond, เป, นอ, นตรก, ยานอนโคเวเลนต, noncovalent, interactions, ชน, ดหน, เก, ดข, นระหว, างอะตอมของธาต, แฮโลเจนท, สมบ, เป, นกรดล, วอ, lewis, acid, บอะตอมท, สมบ, เป, นเบสล, วอ, lewis, base, และจะเก, ดข, นเม, ออะตอมของธาต, แฮโลเจนเป, นอ, . phnthaaeholecn xngkvs halogen bond epnxntrkiriyanxnokhewelnt noncovalent interactions chnidhnung thiekidkhunrahwangxatxmkhxngthatuaeholecnthimismbtiepnkrdliwxis lewis acid kbxatxmthimismbtiepnebsliwxis Lewis Base aelacaekidkhunemuxxatxmkhxngthatuaeholecnepnxielkotrifl electrophile ethannphnthaaeholecnthiekidkhunrahwangomelkulkhxngixoxodkhlxirdaelaomelkulexmin aesdngdwyesnpra enuxha 1 niyamody IUPAC 2 karepriybethiybrahwangphnthaaeholecnaelaphnthaihodrecn 3 khxsngekt 4 praoychn 5 duephim 6 xangxingniyamody IUPAC aekikhphnthaaeholecn R X Y Z ekidkhunemuxmihlkthankarpraktkhxngxntrkiriyaaebbdungdudodysuththirahwangbriewnthiepnxielkotrifl electrophilic region hmaythung briewnthimixielktrxnebabang bnxatxmkhxngthatuaeholecn X kbswnkhxngomelkul R X emux R samarthepnxatxmchnidxunrwmthngxatxm X hruxklumkhxngxatxmxun aelabriewnthiepnniwkhlioxifl nucleophilic region hmaythung briewnthimikhwamhnaaennkhxngxielktrxnmak khxngomelkulhruxswnkhxngomelkul molecular fragment Y Zkarepriybethiybrahwangphnthaaeholecnaelaphnthaihodrecn aekikhphnthaihodrecnaelaphnthaaeholecnaesdngodyesnpra 1 D H A displaystyle mathrm 1 D cdots H A 2 Z Y X R displaystyle mathrm 2 Z Y cdots X R phnthaihodrecn phnthaaeholecninkrnikhxngphnthaihodrecn xatxmphuih donor D khux xatxm klumkhxngxatxm hruxomelkulthimikhwamhnaaennkhxngxielktrxnmakaelasamarthsrangxntrkiriyaaebbdungdud attractive interaction kbxatxmkhxngihodrecnthimikhwamhnaaennkhxngxielktrxntaid odyxatxmkhxngihodrecntxngmikarsrangekidphnthakbxatxm A thimikhwamsamarthinkardungdudxielktrxnsung echnediywknkbinkrnikhxngphnthaaeholecn xatxm klumxatxm hruxomelkul R mikhwamsamarthinkardungdudxielktrxnsung thaihxatxmkhxngaeholecn X mikhwamhnaaennkhxngxielktrxntahruxmiepnbriewnthiepnxielkotrifl thaihekidxntrkiriyaaebbdungdudkbxatxm Y sungmikhwamhnaaennkhxngxielktrxnsungidkhxsngekt aekikhkhxsngektthisakhyemuxmiphnthaaeholecnekidkhunesnxkhunodynkphliksastr okhtama ethsirach Gautam R Desiraju aelakhna dngniinsarechingsxnthimiphnthaaeholecn R X Y Z rayathangrahwangxatxmaeholecnphuih donor halogen atom aelaxatxmphurb acceptor atom Y miaenwonmthicamikhanxykwaphlrwmkhxngrsmiaewnedxrwalskhxngxatxm X aelaxatxm Ymum R X Y miaenwonmthicaepnmumtrng 180 xatxmkhxngthatuaeholecn X miaenwonmthicacdwangtwinthisthangkhxngaeknkhxngxielktrxnkhuoddediyw n n lone pair bnxatxm Y hruxkhuxielktrxninphnthaiph p bond electron pair in Y Zodypktiaelwkhwamyawkhxngphnthaokhewelnt R X caephimkhunkhwamaekhngaerngkhxngphnthaaeholecncaldlngemuxkhaxielkotrenkathiwitikhxngxatxm X ephimkhun aelaemuxkhwamsamarthinkardungxielktrxnkhxngxatxmhruxklumxatxm R ldlngaerngodyebuxngtnthimiswninekidkhuninkarkhxngphnthaaeholecn khux aerngiffasthit electrostatic force thiprakxbdwykarophlaireschn aelaaerngaephrkracay dispersion aelaaerngxun odyxacaetktangknaelwaetkrnikarwiekhraahthxphxolcikhxngkhwamhnaaennkhxngxielktrxnmkcaaesdngwithikhxngkarechuxmtxphnthathiechuxmrahwangxatxm X aelaxatxm Y aelacudwikvtikhxngphntha bond critical point rahwangxatxm X aelaxatxm Ymirupaebbkarsn vibrational modes aebbihmcakkarekidphntha X Y ekidkhunaelamikarepliynaeplngkardudklunrngsixifraerd infrared absorption aelakardudklunraman Rraman absorption khxng R X aela Y Z ekidkhunodypktiaelwphnthaaeholecn X Y cathaihekidkareluxnipthangnaengin blue shift xyangepnexklksninsepktrmyuwi wisiebilkhxngxatxmphuihphnthaaeholecnodypktiaelwphnthaaeholecn X Y cathaihekidkarepliynaeplngxyangepnexklksninsyyanniwekhliyraemnentikerosaennskhxng R X aela Y Zxatxmaeholecn X xacmiswnrwminphnthaaeholecnmakkwahnungphnthaphnthaaeholecnxacmiswnrwminkarekidptikiriyakarthayoxnaeholecn halogen transfer reactions hruxinpraktkarnthiwxngiwtxptikiriyaxunpraoychn aekikhphnthaaeholecnkalngepnthisnickhxngnkwithyasastrsakhaphliksastrodyechphaakarxxkaebbokhrngsrangphluk sungphnthaaeholecnidthukichepnekhruxngmuxinradbomelkulinkarsrangokhrngsrangphlukihmismbtitamthixxkaebbiw aelayngphbphnthachnidniinsarchiwomelkulkhnadihyxikdwy xyangirktam phnthaaeholecnyngthuxwaepnxntrkiriyainradbomelkulthiihmaelayngimepnthiruckxyangaephrhlaynk phnthaaeholecnthiekidkhunrahwangomelkul aesdngodyesnpra aelathaihekidchxngwangphayinokhrngsrangsungepntwxyangkarichpraoychninkarxxkaebbokhrngsrangphlukduephim aekikhphnthaixxxnik phnthaokhewelnt phnthaolha phnthaekhmi xndbphntha phlngnganphnthaxangxing aekikhDEFINITION OF THE HALOGEN BOND Recommendation submitted by the IUPAC task group 2009 032 1 100 Gautam R Desiraju et al ekhathungcak https th wikipedia org w index php title phnthaaeholecn amp oldid 4797609, wikipedia, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด,

บทความ

, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม