In this work, we conducted ab initio calculations to evaluate the properties of M-H···π interactions between the metal hydrides MH (M = Li, Na, MgH, CaH, NiH, CuH, ZnH) and inorganic benzenes B3X3H3 (X = O, S, Se). Unlike benzene, inorganic benzene B3X3H3 (X = O, S, Se) supports a large area of positive molecular electrostatic potential above and below the molecule, which acts as a Lewis acid and interacts with the H atom of metal hydride. MP2/6–311++G(d, p) results show that these intermolecular interactions exhibit the characteristics of close shell noncovalent interactions. The electrostatic interaction significantly contributes to stabilizing the complexes. The M-H···π interaction’s strength is associated with the property of group VI atom and metal hydride. X’s atomic number decreasing and the H of MH becoming more negative facilitate stronger interaction. Furthermore, the addition of substituent on the B3O3Y3 (Y = F, Cl, CN, OH, and CH3) significantly impacts the π-hole of inorganic benzene and thus modulates these M-H···π interactions. More elongation and blueshift of the MH bonds upon complexation were found for electron-withdrawing substituents. Analysis of σ and π orbital separation indicates that the π-attractor’s position relative to the B atom in the inorganic benzene changes with different substituents. The M-H···π interaction’s strength is primarily dependent on the π-electron density, not σ-electron density.

中文翻译：

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金属氢化物与无机苯B3X3H3(X=O,S,Se)MH···π相互作用的理论研究

在这项工作中，我们进行了从头计算来评估金属氢化物 MH（M = Li、Na、MgH、CaH、NiH、CuH、ZnH）和无机苯 B3X3H3（X = O , S, Se)。与苯不同，无机苯 B3X3H3 (X = O, S, Se) 在分子上方和下方支持大面积的正分子静电势，它充当路易斯酸并与金属氢化物的 H 原子相互作用。MP2/6–311++G(d, p) 结果表明这些分子间相互作用表现出密壳非共价相互作用的特征。静电相互作用显着有助于稳定复合物。MH···π相互作用的强度与VI族原子和金属氢化物的性质有关。X 的原子序数降低和 MH 的 H 变得更负有利于更强的相互作用。此外，在 B3O3Y3 上添加取代基（Y = F、Cl、CN、OH 和 CH3）显着影响了无机苯的 π 孔，从而调节了这些 MH…π 相互作用。对于吸电子取代基，发现络合后 MH 键的伸长率和蓝移更多。σ 和 π 轨道分离的分析表明，无机苯中 π 吸引子相对于 B 原子的位置随着取代基的不同而变化。MH···π相互作用的强度主要取决于π-电子密度，而不是σ-电子密度。和 CH3) 显着影响无机苯的 π 孔，从而调节这些 MH…π 相互作用。对于吸电子取代基，发现络合后 MH 键的伸长率和蓝移更多。σ 和 π 轨道分离的分析表明，无机苯中 π 吸引子相对于 B 原子的位置随着取代基的不同而变化。MH···π相互作用的强度主要取决于π-电子密度，而不是σ-电子密度。和 CH3) 显着影响无机苯的 π 孔，从而调节这些 MH…π 相互作用。对于吸电子取代基，发现络合后 MH 键的伸长率和蓝移更多。σ 和 π 轨道分离的分析表明，无机苯中 π 吸引子相对于 B 原子的位置随着取代基的不同而变化。MH···π相互作用的强度主要取决于π-电子密度，而不是σ-电子密度。