二水素結合（にすいそけつごう、dihydrogen bond）は水素結合の一種であり、金属水素化物とOH基、NH基などのプロトン供与体との間に働く相互作用である。BrownとHeseltineにより最初に報告された[1]。彼らは(CH3)2NHBH3の溶液の赤外吸収スペクトルで3300および3210 cm-1に大きな吸収を観測した。高エネルギーバンドは通常のN-H振動に帰属され、低エネルギーバンドはB-Hと相互作用している同じN-Hの振動に帰属される。溶液を希釈すると、3300 cm-1のバンドは強度を増し、3210 cm-1のバンドは減ずることから、分子間の結合があることが示唆された。

二水素結合はアンモニアボラン(H3NBH3)の結晶構造で再注目された。この分子は、BrownとHazeltineの報告と同様に、窒素原子に結合している水素原子が正に帯電し(Hδ+)、ホウ素原子に結合している水素原子は負に帯電(Hδ-)している[2]。言い換えると、アミンはプロトン酸的でボランはヒドリド的である。結果として生じたB-H...H-Nの引力が固体として分子を安定化する。対照的に、エタン(H3CCH3)は融点がアンモニアボランよりも285 ℃低い気体である。2つの水素原子を介する結合様式であることから、二水素結合と呼ばれるようになった。

二水素結合の生成はヒドリドとプロトン酸の反応によりH2が生成するのよりも速いと考えられる。非常に短時間ではあるが、1.79、1.86、1.94 AのH---H間距離をもつNaBH4.2H2Oが観測されている[3]。

二水素結合のH---H相互作用は二水素が金属に配位している遷移金属錯体に見られるH---H結合相互作用と区別される[4]。また、フェナントレンなどには2つの中性で結合していない水素原子間にいわゆる水素-水素結合があると考えられている。
出典^ Brown, M. P.; Heseltine, R. W. (1968). “Co-ordinated BH3 as a proton acceptor group in hydrogen bonding”. Chem. Commun. (London) (The Royal Society of Chemistry) (23): 1551?1552. doi:10.1039/C19680001551. https://doi.org/10.1039/C19680001551. 
^ Siegbahn, Per E. M.; Eisenstein, Odile; Rheingold, Arnold L.; Koetzle, Thomas F. (1996). “A New Intermolecular Interaction:? Unconventional Hydrogen Bonds with Element?Hydride Bonds as Proton Acceptor”. Accounts of Chemical Research 29: 348?354. doi:10.1021/ar950150s. https://doi.org/10.1021/ar950150s. 
^ Custelcean, Radu; James e. jackson (2001). “Dihydrogen Bonding:? Structures, Energetics, and Dynamics”. Chemical Reviews 101: 1963?1980. doi:10.1021/cr000021b. https://doi.org/10.1021/cr000021b. 
^ Kubas, G. J. (2001). Metal Dihydrogen and σ-Bond Complexes. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers 

表

話

編

歴
化学結合
分子内（英語版）
（強い）

共有結合

対称性

シグマ (σ)

パイ (π)

デルタ (δ)

ファイ (φ)

多重性

1（単）

2（二重）

3（三重）

4（四重）

5（五重）

6（六重）

その他

アゴスティック相互作用

曲がった結合

配位結合

π逆供与

電荷シフト結合


ハプト数

共役

超共役

反結合性

共鳴理論

共鳴

電子不足

3c?2e

4c?2e


 超配位

3c?4e


芳香族性

メビウス