摘要
双氢键是一类特殊的氢键，它与氢键既有许多相似又有很多不同之处。双氢键在H交换、键迁移、过渡金属的配位情况还有生命过程等中起着重要作用, 并有希望应用于催化、晶体工程和材料化学中，所以对双氢键进行深入研究具有重要的意义。本文从双氢键的发现过程、分类、结构和性质方面介绍了双氢键的研究背景。目前解释氢键的理论主要有三种：Hobza的两步机理、超共轭与重杂化理论、分子内超共轭理论。最后还介绍了几种研究双氢键过程需要用到的量子化学理论研究方法。
关键词：双氢键、氢键、量子化学
1双氢键的研究意义
在现代化学中，氢键占有重要地位。氢键是一种有别于普通化学键的特殊作用力,它是一种广泛存在的分子级别的弱相互作用，氢键作用是人们最早研究的分子间弱相互作用之一，科学家在实验和理论方面对其进行了广泛的研究。这种作用力虽然比一般的化学键弱，不过也因为比一般的分子间的范德华力强，影响很多物质的性质，例如粘度、沸点等等。氢键具有动态可逆的特点，对化合物的性质有重要影响，产生多种效应。科学家在实验和理论方面对其进行了广泛的研究。氢键在均相催化、晶体工程分子识别、自组装制备、超分子合成等研究领域起着重要作用，越来越受重视。其在化学、物理和生物等研究领域更是发挥着非常重要的作用，氢键是DNA序列，蛋白质三级结构里重要的因素化合物。可以通过提供质子和接受质子两种方式形成氢键，氢键Yhellip;H-X有红移与蓝移两种类型：红移氢键中X-H键增长,振动频率减小，红外强度增大；蓝移氢键中X-H键缩短, 振动频率增大[1]。
随着理论化学和实验技术的不断发展，研究人员对于氢键的认识也在不断深入，不仅在氢键的应用研究方面取得了很大的发展，而且也发现了很多新的键型。对氢键化学本质的认识也越来越深入。近年来，除了传统氢键(表示为X-Hhellip;Y,其中X和Y为F、O、N、Cl、S或C电负性较高的原子)外，非传统的氢键也越来越多地引起了人们的关注。目前已经报道的非传统氢键有四种[2]：一是有非传统的质子供体(尤其是C-H质子供体)，二是有非传统的质子受体(7t型键体系、C原子或过渡金属原子)，三是同时具有非传统的质子供体和非传统的质子受体(C-Hhellip;C，C-Hhellip;pi;等)，四是双氢键。
双氢键是一种特殊类型的氢键，它与氢键既有许多相似又有不同之处。双氢键是质子给体XH(X为电负性原子)与特殊的质子接受体HM(M是电负性比H小的元素)之间的弱相互作用，可以表示为X-Hhellip;H-M，与正常的氢键类似，双氢键可以存在于分子内和分子间，同时双氢键仍具有与传统氢键相似的饱和性和方向性, 双氢键这些与氢键类似的性质使得双氢键也影响到溶液或固体中分子的结构、反应和选择性。目前已经发现在细菌和海藻中氢化酶催化氢的活化的过程，就是通过双氢键作用，使得细菌和海藻能够摄入氢气影响晶体组装和超分子体系[3]。而对于超分子晶体的合成，双氢键与常规的氢键具有同样重要的地位，双氢键不同程度地决定着分子或离子晶体的结构，影响着晶体的堆积，有时甚至是晶体工程中的主要考虑因素。在储氢材料的研究中，发现通过调整分子内化学键和分子间双氢键的强度，材料的放氢性能得到很明显的改善。可以看出双氢键在H交换、键迁移、过渡金属的配位情况及生命过程等中的起着重要作用, 并且有希望应用于催化、晶体工程和材料化学等研究中[4]，所以对双氢键进行深入研究具有重要的意义。
2双氢键的研究背景
2.1双氢键的发现过程
