基于MS的Dmol3模块计算离子液体的电子转移和成键

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氯化胆碱离子对

Ch+ HOMO轨道 Ch+ LUMO轨道 Cl- HOMO轨道 Cl- LUMO轨道

根据前线分子轨道理论，参加反应的两种物质的最高占据轨道（HOMO）和最低空轨道（LUMO）能量越接近，越容易发生反应。通过计算ΔE获得具体数值，其中ΔE＝|LUMO－HOMO|，ΔE越小，越容易发生HOMO→LUMO的电子转移，相互作用越强，获得的产物越稳定。通过计算发现胆碱阳离子的LUMO轨道与氯离子的HOMO轨道之间ΔＥ更小，而且两个数值更接近，这说明了在氯化胆碱成键过程中的电子是由氯离子向胆碱阳离子转移的。

（a）总态密度图 （b）分波态密度 （c）游离态分波态密度

由图（a）可知Chcl的最高占据态为-1~0.5Ha，在这一范围内胆碱阳离子比氯离子贡献较多，主要是由于胆碱阳离子内存在四个氢键供体，而氯离子只是一个氢键受体。通过图3(b)可以看出氯离子与氧、碳原子发生强烈共振,在最高占据态内是由Cl-3s、Cl-3p、O2s、O2p、C22s、C22p、C42s、C42p、C52s、C52p贡献，其中Cl-3p、O2p、C22p、C42p、C52p占主导地位，说明形成的p-p杂化轨道是阴阳离子间电子转移的主要通道。同时通过对比图 (b)、(c)，可以出氯化胆碱中的各个轨道向低能方向移动程度比较小，再次证明了形成的多重氢键键能较弱。