Die zweigesichtige Natur der Wasserstoffbrückenbindung in hydroxylfunktionalisierten ionischen Flüssigkeiten, offenbart durch Neutronendiffraktometrie und Molekulardynamik‐Simulation

Wir charakterisieren Wasserstoffbrückenbindungen in hydroxyfunktionalisierten ionischen Flüssigkeiten mittels Neutronendiffraktometrie isotopensubstituierter Proben (NDIS), Molekulardynamik‐Simulationen (MD) und quantenchemischen Berechnungen. NDIS‐Daten werden mithilfe der “empirical potential structure refinement”‐Technik (EPSR) angepasst, um die H⋅⋅⋅O‐ und O⋅⋅⋅O‐Paarverteilungsfunktionen für Wasserstoffbrücken zwischen Ionen entgegengesetzter und gleicher Ladung zu ermitteln. Trotz der abstoßenden Coulomb‐Kräfte ist die Kation‐Kation‐Wechselwirkung stärker als die Kation‐Anion‐Wechselwirkung. Wir vergleichen zudem die Bindungsgeometrien der beiden “doppelt geladenen” Wasserstoffbrücken mit denen molekularer Flüssigkeiten wie Wasser und Alkohole. Die verwendeten Methoden offenbaren das subtile Gleichgewicht zwischen den beiden Arten der Wasserstoffbrücken: Die geringe Übergangsenthalpie legt nahe, dass die schwer vorstellbare Anziehungskraft zwischen gleich geladenen Ionen der konventionellen Ionenpaarbildung nahezu konkurrenzfähig ist.