什么是氢键、π–π堆积、范德华力、CH–π相互作用？

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本文面向理论计算初学者，概述了 氢键 、 π–π堆积 、 CH–π相互作用 和 范德华力 的基本概念、特征及在材料自组装、晶体工程等领域的应用，通过典型案例和DFT计算，阐明了各相互作用在优化材料结构与性能中的作用。 引 言 在材料科学与分子设计领域， 弱相互作用 （non-covalent interactions） 是 决定材料结构和性能的关键因素之一 。这些相互作用包括 氢键 、 π–π堆积 、 CH–π相互作用 及 范德华力 等，它们虽然相较于共价键较弱，但在分子组装、晶体工程和功能材料设计中发挥着不可或缺的作用。 弱相互作用通常具有方向性和可调控性 ，能够通过精巧的分子设计加以利用，从而构筑具有特定结构和性能的材料体系。 例如，在超分子化学和晶体工程中，通过设计分子间的氢键作用，可实现目标结构的自组装；在有机电子学中，调控分子间 ………………………………