Американські хіміки змоделювали поведінку негативно зарядженого комплексу диметилауриду з молекулами води в рідкій фазі і виявили, що золото і метильні групи здатні утворювати в цьому середовищі водневі зв'язки. Результати дослідження опубліковані в журналі.
Водневі зв'язки, хоч і вважаються відносно слабкими, але відіграють дуже важливу роль у хімії та біології. Все сильніше вчені переконуються в тому, що крім звичайних акцепторів водневого зв'язку (O, N, F), перехідні метали також можуть зв'язуватися з кислими (збідненими електронною щільністю) протонами. Наприклад, вчені показали, що платина в протираковому засобі цисплатині може утворювати зв'язки з атомами водню молекул води.
Схожі незвичайні взаємодії з воднем може проявляти золото. В силу наявності заповненої 5d-орбіталі іон золота може проявляти схожі незвичайні взаємодії з воднем. З усіх металів цей елемент має найбільше споріднення до електрону, порівнянне з галогенами, що дозволяє утворювати ауриди, в яких золото знаходиться в ступені окислення мінус один, стаючи хорошим акцептором протонів. Багато дослідників проводили розрахунки утворення водневих зв'язків AuI... H-O в газовій фазі. Чи будуть вони утворюватися в рідкому середовищі, де можуть відбуватися більш вигідні за енергією конкурентні процеси, залишається невирішеним питанням.
Маною Кумар (Manoj Kumar) і Джозеф Франсіско (Joseph S. Francisco) з Університету Пенсільванії розрахували молекулярно-динамічні моделі взаємодій диметилаурида з водою. Симуляції методом молекулярної динаміки Борна-Оппенгеймера дозволили вченим простежити в часі за динамікою поведінки системи з кінцевого числа молекул при даній температурі в різних середовищах.
За розрахунками в газовій фазі зв'язок золота з воднем в комплексному з'єднанні [Au (CH3) 2)] -... H2O виявилася довжиною трохи більше 2,4 ангстрем, а кут Au... H-O склав майже 154 градуси, що підходить під критерії визначення водневого зв'язку: довжина менше 2,5 ангстрем, кут більше 150 градусів. При введенні в теоретичну систему другої молекули води, золото утворило зв'язок і з нею, але структурні параметри цього зв'язку не дозволили назвати її водневою. У рідкій воді при температурі 300 кельвін золото формувало 1,9 водневих зв'язків, в той час як дві метильні групи також утворювали по 0,11 водневих зв'язків з киснем молекул води. Статистичні розрахунки показали, що в основному в системі знаходилися комплекси диметилауриду з водою, в яких золото пов'язане з однією або двома молекулами води.
Автори стверджують, що результати їх дослідження, що припускають освіту в рідкій воді некласичних водневих зв'язків з атомом золота, допоможе розвинути розуміння слабких взаємодій в комплексах перехідних металів. Це корисно і для уточнення фундаментальних уявлень про хімічні зв'язки, і з точки зору застосовності в каталізі і супрамолекулярної хімії.
Виявляється, водень, пов'язаний з бором, також може утворювати слабкі зв'язки з лід-системою ароматичних сполук. Подібні зв'язки можуть впливати і на фізичне пересування по поверхні. Так, минулого літа американські вчені показали, що водневі зв'язки роблять відчутний внесок у тертя.