Los "donantes de enlaces de hidrógeno" no son donantes de enlaces de hidrógeno

Área de la Ciencia:

• Química Física
• Química Cuántica
• Enlace químico

Sus antecedentes:

• Una propuesta reciente sugirió expandir la definición de enlaces de hidrógeno de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) para incluir fragmentos hidrídicos Y-H^δ-.
• Esta propuesta tenía como objetivo abarcar las interacciones que involucran tanto a los donantes de hidrógeno protónicos (Y-H^δ+) como a los hidrógenos (Y-H^δ-) bajo el paraguas del enlace de hidrógeno.
• La observación espectroscópica de un desplazamiento al rojo en la frecuencia de estiramiento Y-H fue citada como evidencia de que ambos tipos de interacciones son enlaces de hidrógeno.

Objetivo del estudio:

• Evaluar críticamente y rechazar la modificación propuesta de la definición de enlaces de hidrógeno de la IUPAC.
• Para diferenciar los mecanismos de enlace de los fragmentos protónicos Y-H^δ+ y hidríticos Y-H^δ-.
• Para aclarar la naturaleza de las interacciones que involucran fragmentos de hidrógeno hidrídico.

Principales métodos:

• Se emplearon análisis de órbitales moleculares de Kohn-Sham (KS-MO) para investigar las estructuras electrónicas.
• Se realizaron análisis de descomposición energética para cuantificar las energías de interacción y sus componentes.
• Los análisis de densidad de deformación de Voronoi (VDD) se utilizaron para visualizar los patrones de transferencia y unión de cargas.

Principales resultados:

• Los análisis de KS-MO falsifican la afirmación de que las interacciones que involucran hidrógenos protónicos e hidrídicos son enlaces de hidrógeno.
• Se identificaron dos mecanismos de enlace fundamentalmente distintos para los fragmentos protónicos e hidrídicos, con direcciones de transferencia de carga opuestas.
• Los complejos con fragmentos Y-H^δ- se identifican como interacciones ácido-base de Lewis (por ejemplo, enlaces halógenos, calcógenos, pnictógenos), no enlaces de hidrógeno.

Conclusiones:

• El estudio confirma la definición establecida por la IUPAC para enlaces de hidrógeno que involucran fragmentos protónicos Y-H^δ+.
• Las interacciones que involucran fragmentos hidruro Y-H^δ- se clasifican como otras interacciones ácido-base de Lewis.
• El desplazamiento al rojo observado en la frecuencia de estiramiento Y-H no es un indicador exclusivo de enlaces de hidrógeno, ya que ocurre en ambos tipos de interacción distintos.