A szupramolekuláris kémiában a halmozás kifejezés aromás molekulák elrendezésére utal, amely hasonlít az érmék halmon lévő elrendezésére, és amelyet aromás kölcsönhatások támogatnak. Ennek az elrendezésnek a legnépszerűbb példája egymást követő DNS - bázispárokban látható . A halmozás gyakran megfigyelhető a fehérjékben is, ha két viszonylag nem poláris gyűrű átfedő π pályával rendelkezik. Az ilyen kölcsönhatások pontos természete (elektrosztatikus vagy nem elektrosztatikus) továbbra is vita tárgyát képezi.
A szerves kémiában az aromás kölcsönhatás (vagy π-π kölcsönhatás ) aromás komponenseket tartalmazó szerves vegyületek közötti nem kovalens kölcsönhatás. A π-π kölcsönhatásokat a π-konjugált rendszerekben lévő p - pályák intermolekuláris átfedése okozza , így azok a π-elektronok számának növekedésével erősödnek. Egyéb nem kovalens kölcsönhatások a van der Waals-erők , a töltésátviteli kölcsönhatások és a dipól-dipól kölcsönhatások .
A delokalizált π elektronok jelenléte miatt a π-π kölcsönhatásban csak síkbeli aromás vegyületek , mint az antracén , trifenilén , koronén vesznek részt. Ez a kölcsönhatás, amely valamivel erősebb, mint más nem kovalens kölcsönhatások, fontos szerepet játszik a szupramolekuláris kémia különböző területein. Nyilvánvaló különösen, hogy a π-π kölcsönhatások jelentős hatást gyakorolnak az aromás vegyületek kristályszerkezetének kialakulására , valamint az olyan sokféle polimerek tulajdonságaira, mint az aramidok , polisztirol , DNS , RNS , fehérjék és peptidek .
A DNS-ben párhuzamos halmozás történik a szomszédos bázispárok között , és növeli a molekulaszerkezet stabilitását. A nukleotidok nitrogéntartalmú bázisai purin- vagy pirimidincsoportokat tartalmaznak, amelyek viszont aromás gyűrűkből állnak . A DNS-molekulában az aromás gyűrűk nagyjából merőlegesen helyezkednek el a hélix tengelyére, így felületük párhuzamos, ami hozzájárul ezen bázisok p- pályáinak átfedéséhez.
Hasonló hatás, az úgynevezett T-halmozódás , gyakran megfigyelhető a fehérjékben, amikor az egyik aromás rendszer részlegesen pozitív töltésével rendelkező hidrogénatomokat egy másik aromás rendszer középpontjába irányítják, amely merőleges az utóbbi síkjára.
Egyes folyadékkristályok π-π kölcsönhatások segítségével oszlopos szerkezeteket alkothatnak.
A modern nanotechnológiákban a π-π kölcsönhatások fontos tényezői a molekuláris önszerveződési technikáknak.
Az aromás anyagok gázanalizátorokkal történő kimutatása a halmozási jelenségen is alapulhat.
| kémiai kötés | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Intramolekuláris kölcsönhatás |
| ||||||||||||
| Intermolekuláris kölcsönhatás | |||||||||||||