《Understanding Intermolecular Interactions in the Solid State: Approach and Techniques》书评

华南理工大学化学与化工学院 孙志红

一、概述

《Understanding Intermolecular Interactions in the Solid State: Approach and Techniques》由Royal Society of Chemistry出版社出版于2019年，作者为Deepak Chopra教授。本书着重介绍了研究固态特别是晶体分子间相互作用的各种计算方法和技术，可供晶体工程、物理化学、超分子化学和材料领域的研究人员参考。

二、内容简介

分子间相互作用包括氢键、卤键、π-π相互作用力等，研究固态特别是晶体的分子间相互作用对于结构表征和功能材料设计至关重要。本书结合晶体工程的最新研究进展，从实验和理论角度详细论述了如何表征以及深化对固态分子间相互作用力的理解。本书共分9章，具体研究内容如下：

第一章 在晶型发现和表征中整合计算晶体能谱

本章首先介绍了预测分子晶体结构的计算方法，紧接着介绍了构象搜索和晶格能的预测。发展计算方法预测晶体结构的一个重要驱动力源于原料药多晶型不可预测的转晶现象伴随的潜在健康风险。因此计算晶体能谱的应用方向包括多晶型筛选，多组分晶体的开发以及通过粉末X-射线数据解析晶体结构。另外，剑桥晶体数据库可以用于评价晶体结构预测方法的研究进展。

第二章 高压晶体学：阐明有机化合物和配位化合物晶体中的分子间相互作用力

高压不仅是获得新化合物的重要方法，也是获得新晶型的重要手段。本章通过几个例子详细阐述了如何通过改变压力探测分子间相互作用力。在特定温度和压力下，可以形成特定的分子结构，而结构又会伴随温度和压力的改变而改变，通过对比结构伴随温度压力的改变可以进一步理解各种分子间作用力对结构形成的影响。本章主要介绍了获得高压的技术方法以及伴随压力变化发生的晶型和晶体结构的变化。

第三章 原位冷冻结晶化合物的分子间相互作用力

本章主要介绍了一种新型的原位冷冻结晶技术，适合表征在室温条件下呈现离子液体或者气态水合物的化合物，从而获得分子构象、分子聚集以及分子间相互作用力等重要信息。

第四章 无机固体电子密度实验研究

采用X-射线衍射数据进行电子密度分析的方法常用于有机和金属-有机化合物，而用于包含重元素的无机材料仍充满挑战。本章先从理论上解释了将电子密度研究方法应用于无机材料的难点在哪里，并结合当前最新的实验技术的进展给出应对之策，最后列举了几个案例进行进一步分析。

第五章 有机固体电荷密度实验研究

本章的重点是利用文献中公布的相关实验结果，概述电荷密度实验方法在有机化合物中的应用，包括评价分子内和分子间相互作用力，分析多晶型和化学反应。

第六章 蛋白质中氢键的电荷密度研究和拓扑分析

研究蛋白质中的氢键非常重要，本章详述了电荷密度分析方法用于研究蛋白质氢键的基本要求、局限性以及结合中子衍射技术的最新进展，并介绍了通过拓扑分析获得静电作用能和解离能等相关信息。

第七章 建立原子极化率通用数据库

本章主要介绍了一种通过官能团极化率建立原子极化率通用数据库的方法，并陈述了建立该数据库的理论背景、具体的构筑细节和使用。

第八章 固体核磁共振技术在分子间相互作用研究中的应用

固态核磁共振谱图通过化学位移、偶极和四极作用力等参数可以获得原子核的局部环境信息。本章讨论了固态核磁共振技术用于研究分子结构、晶体堆积和不同类型的分子内相互作用，包括氢键、卤键和π-π相互作用力。

第九章 弱非共价相互作用σ-空穴和π-空穴的定量分析

本章主要通过分析剑桥晶体数据库部分分子的X-射线结构，表明σ-空穴和π-空穴弱相互作用在晶体堆积中起着重要的作用。

三、编写特点

    本书的编写特点在于其聚焦固态特别是晶体状态的分子间相互作用力的最新研究成果，文献时效性强，内容涵盖了晶体学的最新研究技术，包括各种预测晶体结构的理论计算方法和原位冷冻结晶、电子和电荷密度分析以及固态核磁在内的各种先进表征技术，理论结合实验，从各个角度深化对分子间相互作用力的理解，对于材料、医药和化学领域研究晶体工程和弱相互作用的科研工作者大有助益。

本馆馆藏索书号：O641/U55，馆藏地：五山校区-外文图书区