前言

氫鍵作為一類非共價(jià)鍵作用力，自從20世紀(jì)30年代被化學(xué)大師鮑林提出并確定以來，在化學(xué)、生物、物理及材料科學(xué)研究中一直處于非常重要的地位。由于絕大多數(shù)有機(jī)分子和大分子、水和大多數(shù)有機(jī)溶劑以及很多無機(jī)化合物和離子等都含有氫原子，氫鍵幾乎可以說是無處不在。從氫鍵的提出到現(xiàn)在，有關(guān)氫鍵的基礎(chǔ)理論研究一直受到化學(xué)家的重視。但對(duì)于大多數(shù)研究人員來說，氫鍵主要是一類廣泛存在的方向性較強(qiáng)的靜電作用力，對(duì)分子、離子和大分子的物理、化學(xué)、生物和材料性質(zhì)都可以產(chǎn)生很大的影響，被廣泛地應(yīng)用于解釋很多重要的物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象，并被廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)新的分子和大分子體系，用于產(chǎn)生和提高需要的性質(zhì)和功能等。

超分子化學(xué)是研究分子以上層次的化學(xué)，研究分子聚集體的結(jié)構(gòu)、組分間的相互作用、聚集體形成的過程和綜合性質(zhì)等。分子識(shí)別和自組裝是超分子化學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容，前者強(qiáng)調(diào)結(jié)合的過程，后者重視集合體的整體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。超分子化學(xué)研究可利用的非共價(jià)鍵作用力包括氫鍵、配位作用、疏溶劑作用、范德華力、供體-受體相互作用、偶極相互作用及離子對(duì)靜電作用等。這其中，氫鍵和配位作用具有較高的方向性，而氫鍵具有結(jié)合基元簡(jiǎn)單、易于修飾和集成化，能存在于不同溶劑中、結(jié)合強(qiáng)度跨越幅度大、結(jié)合模式種類多樣、可以存在于所有分子和大分子體系中等特點(diǎn)。因此，在超分子化學(xué)研究中，以每年發(fā)表的論文數(shù)計(jì)算，以氫鍵為驅(qū)動(dòng)力的研究約占三分之一，一直占據(jù)最大的比例。基于氫鍵的超分子化學(xué)研究范圍之廣泛，氫鍵超分子體系功能之復(fù)雜多樣，應(yīng)用之廣泛，也是其它非共價(jià)鍵作用力所不及的。

目前，國(guó)際上已經(jīng)出版多本以氫鍵為主題的超分子化學(xué)方面的圖書，每年都有大量的涉及氫鍵的綜述性文章發(fā)表，但國(guó)內(nèi)尚沒有專門論述基于氫鍵的超分子化學(xué)方面的著作。我國(guó)過去十年來超分子化學(xué)研究迅速發(fā)展，發(fā)表的涉及氫鍵的研究論文約占整個(gè)世界同期發(fā)表論文的32％（2016年底SciFinder數(shù)據(jù)）。出版一本面向中文讀者的關(guān)于氫鍵的分子識(shí)別和自組裝的專題圖書顯然是非常必要的。

本書編寫的主要出發(fā)點(diǎn)是面對(duì)超分子化學(xué)領(lǐng)域的年輕科研人員、研究生和高年級(jí)大學(xué)生。本書采用的文獻(xiàn)以最近十年發(fā)表的論文為主。每個(gè)章節(jié)都盡量簡(jiǎn)述研究的背景及重要性，具體內(nèi)容以代表性的工作為主，并盡量收錄我國(guó)學(xué)者發(fā)表的研究成果。重要的專題都給出近期發(fā)表的代表性綜述文章，以方便讀者迅速獲得更加詳細(xì)的文獻(xiàn)資料。我們希望提供一本類似教科書功能的參考書，為年輕科研人員迅速了解氫鍵研究的背景、原理和方法，基于氫鍵的分子識(shí)別現(xiàn)象，氫鍵驅(qū)動(dòng)的自組裝結(jié)構(gòu)和功能等提供一個(gè)快速通道。全書共包括13章，兼顧了氫鍵分子識(shí)別與自組裝研究的基礎(chǔ)和應(yīng)用兩個(gè)方面，有助于其它領(lǐng)域的科研人員了解氫鍵控制分子及大分子性質(zhì)與功能的原理和方法。

黎占亭　張丹維

2017年1月