Halogenbindning är en icke-kovalent växelverkan med halogenatomer som elektronacceptorer. Det kan jämföras med vätebindning. Halogenatomen X är knuten till en elektronavdragande grupp A och accepterar elektrontäthet från en annan molekyl D, vilket bildar ett komplex A-X- – -D.

I motsats till vätebindningar är halogenbindningar riktade och uppvisar vanligen vinklar på 180°. Detta orsakas av den anisotropa laddningsfördelningen vid halogenatomen (se vänster i bilden ovan). Den lägre elektrontätheten i riktning mot A-X-bindningen, ett så kallat σ-hål, är ansvarig för halogenens förmåga att fungera som elektronacceptor. Fluor skiljer sig från de andra halogenerna genom att den vanligtvis inte har ett σ-hål. Det kan dock bilda en icke-kovalent växelverkan med elektrondonatorer om acceptorgruppen är tillräckligt elektronåterkallande.

För att klargöra om dessa växelverkningar kan kategoriseras som ”traditionella” halogenbindningar har Kiamars Eskandari och Mina Lesani, Isfahan University of Technology, Iran, utfört beräkningar av komplex av fluorinnehållande molekyler, som F2, FCN och C2F2, med ammoniak som elektrondonator. De jämförde dessa komplex med analoga klor- och bromföreningar.

Studien visar att till skillnad från andra halogener har fluor en sfärisk laddningsfördelning i A-F-komplex (se till höger i bilden ovan), och komplexen har F- – -N-bindningsavstånd som är större än summan av van der Waals-radierna. Med hjälp av QTAIM-beräkningar (Quantum Theory of Atoms in Molecules) visar forskarna att majoriteten av fluor-nitrogeninteraktionerna är elektroniskt helt skilda från traditionella halogenbindningar. Forskargruppen föreslår att interaktionerna kategoriseras som distinkta ”fluorbindningar” snarare än ”halogenbindningar” på grund av dessa skillnader.

• Deltar fluor i halogenbindningar?,
  Kiamars Eskandari, Mina Lesani,
  Chem. Eur. J. 2015.
  DOI: 10.1002/chem.201405054