Θεωρία ΜΟ των Ανόργανων Μορίων

Η μοριακή-τροχιακή θεωρία που βασίζεται στη συμμετρία δομεί τη σύνδεση ανόργανων μορίων και συμπλόκων συνδυάζοντας μεταλλικά τροχιακά με συμμετρικά προσαρμοσμένους συνδυασμούς προσδετών αντίστοιχης συμμετρίας.

Definition

Η θεωρία ΜΟ των ανόργανων μορίων είναι η εφαρμογή της συμμετρίας και της μοριακής-τροχιακής θεωρίας για την κατασκευή των δεσμικών, μη δεσμικών και αντιδεσμικών τροχιακών ανόργανων μορίων και συμπλόκων από μεταλλικά και συμμετρικά προσαρμοσμένα τροχιακά προσδετών.

Scope

Αυτό το θέμα καλύπτει την κατασκευή και ερμηνεία διαγραμμάτων μοριακών τροχιακών για ανόργανα μόρια και σύμπλοκα συναρμογής χρησιμοποιώντας τη θεωρία ομάδων: σχηματισμός τροχιακών ομάδας προσδετών ως συμμετρικά προσαρμοσμένων γραμμικών συνδυασμών, αντιστοίχιση αυτών με μεταλλικά τροχιακά s, p και d της ίδιας συμμετρίας, κατασκευή διαγραμμάτων σ- και π-δεσμών για οκταεδρικές και άλλες γεωμετρίες, και ανάκτηση της διάσπασης πεδίου προσδέτη ως αποτέλεσμα μοριακού τροχιακού. Εφαρμόζει τη θεωρία αναπαραστάσεων των προηγούμενων θεμάτων στη δέσμευση.

Core questions

• Πώς σχηματίζονται τα τροχιακά ομάδας προσδετών και πώς αντιστοιχίζονται με τα μεταλλικά τροχιακά;
• Πώς προκύπτει ένα διάγραμμα μοριακών τροχιακών ενός οκταεδρικού συμπλόκου;
• Πώς ανακτά η εικόνα των μοριακών τροχιακών τη διάσπαση πεδίου προσδέτη;
• Πώς αλλάζουν το διάγραμμα οι π-δότες και οι π-δέκτες προσδέτες;

Key concepts

• Τροχιακά ομάδας προσδετών
• Αντιστοίχιση συμμετρίας των τροχιακών
• Σίγμα και πι δέσμευση σε σύμπλοκα
• Διαγράμματα μοριακών τροχιακών
• Ανάκτηση της διάσπασης πεδίου προσδέτη
• Επιδράσεις π-δοτών και π-δεκτών

Key theories

Τροχιακά ομάδας προσδετών και αντιστοίχιση συμμετρίας

Τα τροχιακά προσδετών συνδυάζονται σε συμμετρικά προσαρμοσμένα τροχιακά ομάδας που μετασχηματίζονται ως ανάγωγοι αναπαραστάσεις· μόνο μεταλλικά τροχιακά της ίδιας συμμετρίας μπορούν να αλληλεπιδράσουν με αυτά, γεγονός που καθορίζει το πρότυπο δέσμευσης.

Μοριακή-τροχιακή άποψη των συμπλόκων

Η κατασκευή του διαγράμματος για ένα οκταεδρικό σύμπλοκο τοποθετεί τα μεταλλικά τροχιακά eg σε σ-αντιδεσμικούς συνδυασμούς και τα τροχιακά t2g ως μη δεσμικά (ή π-αλληλεπιδρώντα), αναπαράγοντας τη διάσπαση των d-τροχιακών της θεωρίας πεδίου προσδέτη από τα μοριακά τροχιακά.

Π-δέσμευση και η φασματοχημική σειρά

Η συμπερίληψη των π-τροχιακών των προσδετών δείχνει ότι οι π-δότες προσδέτες ανεβάζουν το σύνολο t2g και μειώνουν τη διάσπαση, ενώ οι π-δέκτες προσδέτες το χαμηλώνουν και αυξάνουν τη διάσπαση, παρέχοντας μια μοριακή-τροχιακή αιτιολόγηση για τη φασματοχημική σειρά.

Clinical relevance

Τα διαγράμματα μοριακών τροχιακών εξηγούν τη δέσμευση, τον μαγνητισμό, το χρώμα και την αντιδραστικότητα των ανόργανων μορίων και συμπλόκων και αποτελούν τη βάση για την ορθολογική ερμηνεία των φασμάτων τους και τον σχεδιασμό καταλυτών και υλικών.

History

Η θεωρία μοριακών τροχιακών, που αναπτύχθηκε από τον Mulliken και άλλους, επεκτάθηκε στα ανόργανα μόρια και σύμπλοκα στα μέσα του εικοστού αιώνα, όταν χρησιμοποιήθηκαν μέθοδοι συμμετρίας για την κατασκευή διαγραμμάτων μοριακών τροχιακών πεδίου προσδέτη. Το έργο των Gray, Hoffmann και άλλων κατέστησε αυτά τα διαγράμματα μια τυπική περιγραφή της ανόργανης δέσμευσης.

Key figures

• Robert Mulliken
• Harry Gray
• Roald Hoffmann

Seminal works

• cottongrouptheory1990
• weller2018
• albright2013

Frequently asked questions

Πώς βελτιώνει η θεωρία μοριακών τροχιακών τη θεωρία κρυσταλλικού πεδίου για τα σύμπλοκα;

Η θεωρία κρυσταλλικού πεδίου αντιμετωπίζει τους προσδέτες ως σημειακά φορτία και αγνοεί την ομοιοπολική δέσμευση, ενώ η θεωρία μοριακών τροχιακών αναμιγνύει ρητά τα μεταλλικά και τα τροχιακά των προσδετών· αναπαράγει την ίδια διάσπαση των d-τροχιακών αλλά εξηγεί επίσης τις ομοιοπολικές επιδράσεις, την π-δέσμευση και τη φασματοχημική σειρά.

Τι είναι ένα τροχιακό ομάδας προσδέτη;

Ένα τροχιακό ομάδας προσδέτη είναι ένας συμμετρικά προσαρμοσμένος γραμμικός συνδυασμός των επιμέρους τροχιακών του προσδέτη που μετασχηματίζεται ως μία από τις ανάγωγες αναπαραστάσεις του συμπλόκου, έτσι ώστε να μπορεί να αντιστοιχιστεί με ένα μεταλλικό τροχιακό της ίδιας συμμετρίας για να σχηματίσει μοριακά τροχιακά.