スタッキング（化学）

化学において、スタッキングとは、分子または原子シート間の引力による相互作用により分子または原子シートが重ね合わされることを指します。

金属ジカルコゲニド化合物

最も一般的な金属二カルコゲニドであるMoS _{2は層状構造を採用しています。}

金属ジカルコゲニドの化学式はME ₂で、Mは遷移金属、EはS、Se、Teです。^[1] 電子構造の観点から、これらの化合物は通常M ⁴⁺の誘導体と見なされます。これらは積層構造を採用しており、これはリチウムなどによるインターカレーションを受ける能力と潤滑特性に関連しています。対応するジセレニドやジテルル化物も知られており、例えばTiSe ₂、MoSe ₂、WSe ₂などがあります。

電荷移動塩

テトラシアノキノジメタン（TCNQ）とテトラチアフルバレン（TTF）の組み合わせは、 TTF-TCNQと呼ばれる強力な電荷移動錯体を形成します。^[3]この固体はほぼ金属的な電気伝導性を示します。TTF-TCNQ結晶では、TTF分子とTCNQ分子が別々に平行に並んだスタックに独立して配置され、ドナー（TTF）スタックからアクセプター（TCNQ）スタックへの電子移動が起こります。^[4]

黒鉛

グラファイトは、共有結合した炭素の積層シートで構成されています。^[5]^{[6]個々の層は}グラフェンと呼ばれます。各層では、各炭素原子が3つの他の原子と結合して、sp ²結合した炭素六角形の連続層を形成しています。これは、結合長が0.142 nmのハニカム格子に似ており、面間の距離は0.335 nmです。^[7]層間の結合は比較的弱いファンデルワールス結合であり、これによりグラフェンのような層は簡単に分離し、互いに滑ります。^[8]そのため、層に垂直な電気伝導率は約1000倍低くなります。^[9]

直鎖化合物

直鎖化合物は、金属同士が結合した分子またはイオンが積み重なってできた物質です。このような物質は異方性の電気伝導性を示します。^[10]一例としては、Rh(acac)(CO) ₂（acac =アセチルアセトネート）が挙げられます。これは、Rh···Rh間の距離が約326 pmで積み重なっています。^[11]古典的な例としては、クロッグマン塩やマグナスの緑色塩などがあります。

ジカルボニル(アセチルアセトナト)ロジウム(I) ( Rh(acac)(CO) ₂ )の格子の一部。Rh ···Rh相互作用による個々の平面単位の「積み重ね」を示しています。

反例: ベンゼン二量体と関連種

π-πスタッキングは、芳香族環のπ結合間の非共有相互作用である。^[12] しかし、このような「サンドイッチ相互作用」は一般に静電的に反発する。より一般的に観察されるのは、スタッガードスタッキング（平行移動）またはπ-Teeing（垂直T字型）相互作用のいずれかであり、どちらも静電的に引き合う。^[13]たとえば、タンパク質中のアミノ酸残基の芳香族環間の最も一般的に観察される相互作用は、スタッガードスタッキングの後に垂直配向が続くものである。サンドイッチ配向は比較的まれである。^[14]パイスタッキングは、1つの環から部分的に負に帯電した炭素原子を2番目の環から部分的に負に帯電した他の炭素原子の上に配置し、部分的に正に帯電した水素原子を同様に部分的に正に帯電した他の水素原子の上に配置するため、反発する。^[15]

π–π相互作用は超分子化学、特にカテナンの合成において重要な役割を果たしています。カテナン合成における主な課題は、分子を制御された方法で連結することです。電子豊富なベンゼン誘導体と電子不足のピリジニウム環の間には、魅力的なπ–π相互作用が存在します。^[16] [2]カテナンは、ビス(ピリジニウム) ( A )、ビスパラフェニレン-34-クラウン-10 ( B )、および1,4-ビス(ブロモメチル)ベンゼン ( C ) を処理することによって合成されました (図2)。AとBの間のπ–π相互作用によって連結されたテンプレート中間体が形成され、これが化合物Cとの置換反応によってさらに環化されて[2]カテナン生成物が生成されました。

参照

参考文献

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外部リンク

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