A halogénkötés olyan nem kovalens kölcsönhatás, amelyben a halogénatomok elektronakceptorként szerepelnek. A hidrogénkötéshez hasonlítható. Az X halogénatom egy elektronelvonó csoporthoz, A-hoz kapcsolódik, és egy másik molekulától, D-től elektronsűrűséget vesz fel, A-X- – -D komplexet alkotva.

A hidrogénkötéssel ellentétben a halogénkötések irányítottak, általában 180°-os szöget mutatnak. Ezt a halogénatom anizotróp töltéseloszlása okozza (lásd a fenti képen balra). Az A-X kötés irányában lévő alacsonyabb elektronsűrűség, amelyet σ-lyuknak nevezünk, felelős azért, hogy a halogén elektronakceptorként képes működni. A fluor abban különbözik a többi halogéntől, hogy jellemzően nem rendelkezik σ-lyukkal. Képes azonban nemkovalens kölcsönhatást kialakítani elektrondonorokkal, ha az akceptorcsoport kellően elektronelvonó.

Azért, hogy tisztázzák, hogy ezek a kölcsönhatások a “hagyományos” halogénkötések közé sorolhatók-e, Kiamars Eskandari és Mina Lesani, Isfahan University of Technology, Irán, számításokat végeztek fluor-tartalmú molekulák, például F2, FCN és C2F2 komplexein, ammóniával mint elektrondonorral. Ezeket a komplexeket analóg klór- és brómvegyületekkel hasonlították össze.

A tanulmány szerint a többi halogéntől eltérően a fluor az A-F komplexekben gömb alakú töltéseloszlással rendelkezik (lásd a fenti képen jobbra), és a komplexek F- – -N kötéstávolsága nagyobb, mint a van der Waals-sugarak összege. A QTAIM-számítások (Quantum Theory of Atoms in Molecules) segítségével a kutatók kimutatták, hogy a fluor-nitrogén kölcsönhatások többsége elektronikailag egészen más, mint a hagyományos halogénkötések. A csoport azt javasolja, hogy e különbségek miatt a kölcsönhatásokat inkább különálló “fluor kötésekként”, mint “halogén kötésekként” kategorizálják.

• Does Fluorine Participate in Halogen Bonding?,
  Kiamars Eskandari, Mina Lesani,
  Chem. Eur. J. 2015.
  DOI: 10.1002/chem.201405054