Teoría de Orbitales Moleculares de Moléculas Inorgánicas
La teoría de orbitales moleculares basada en la simetría construye el enlace de moléculas y complejos inorgánicos combinando orbitales metálicos con combinaciones de ligando adaptadas a la simetría de simetría coincidente.
Definition
La teoría de orbitales moleculares de moléculas inorgánicas es la aplicación de la simetría y la teoría de orbitales moleculares para construir los orbitales enlazantes, no enlazantes y antienlazantes de moléculas y complejos inorgánicos a partir de orbitales metálicos y de ligando adaptados a la simetría.
Scope
Este tema abarca la construcción e interpretación de diagramas de orbitales moleculares para moléculas inorgánicas y complejos de coordinación utilizando la teoría de grupos: formando orbitales de grupo de ligando como combinaciones lineales adaptadas a la simetría, emparejándolos con orbitales s, p y d metálicos de la misma simetría, construyendo diagramas de enlace sigma y pi para geometrías octaédricas y otras, y recuperando el desdoblamiento del campo ligando como un resultado de orbitales moleculares. Aplica la teoría de representación de los temas anteriores al enlace.
Core questions
- ¿Cómo se forman los orbitales de grupo de ligando y cómo se emparejan con los orbitales metálicos?
- ¿Cómo surge un diagrama de orbitales moleculares de un complejo octaédrico?
- ¿Cómo recupera la imagen de orbitales moleculares el desdoblamiento del campo ligando?
- ¿Cómo cambian el diagrama los ligandos pi-donadores y pi-aceptores?
Key concepts
- Orbitales de grupo de ligando
- Coincidencia de simetría de orbitales
- Enlace sigma y pi en complejos
- Diagramas de orbitales moleculares
- Recuperación del desdoblamiento del campo ligando
- Efectos pi-donadores y pi-aceptores
Key theories
- Orbitales de grupo de ligando y coincidencia de simetría
- Los orbitales de ligando se combinan en orbitales de grupo adaptados a la simetría que se transforman como representaciones irreducibles; solo los orbitales metálicos de la misma simetría pueden interactuar con ellos, lo que dicta el patrón de enlace.
- Visión de orbitales moleculares de los complejos
- La construcción del diagrama para un complejo octaédrico sitúa los orbitales eg metálicos en combinaciones sigma-antienlazantes y los orbitales t2g como no enlazantes (o pi-interactuantes), reproduciendo el desdoblamiento de orbitales d de la teoría del campo de ligando a partir de orbitales moleculares.
- Enlace pi y la serie espectroquímica
- La inclusión de orbitales pi de ligando muestra que los ligandos pi-donadores elevan el conjunto t2g y reducen el desdoblamiento, mientras que los ligandos pi-aceptores lo bajan y aumentan el desdoblamiento, lo que proporciona una justificación de orbitales moleculares para la serie espectroquímica.
Clinical relevance
Los diagramas de orbitales moleculares explican el enlace, el magnetismo, el color y la reactividad de las moléculas y complejos inorgánicos, y sustentan la interpretación racional de sus espectros y el diseño de catalizadores y materiales.
History
La teoría de orbitales moleculares, desarrollada por Mulliken y otros, se extendió a las moléculas y complejos inorgánicos a mediados del siglo XX, cuando se utilizaron métodos de simetría para construir diagramas de orbitales moleculares de campo de ligando. El trabajo de Gray, Hoffmann y otros convirtió estos diagramas en una descripción estándar del enlace inorgánico.
Key figures
- Robert Mulliken
- Harry Gray
- Roald Hoffmann
Related topics
Seminal works
- cottongrouptheory1990
- weller2018
- albright2013
Frequently asked questions
- ¿Cómo mejora la teoría de orbitales moleculares la teoría del campo cristalino para los complejos?
- La teoría del campo cristalino trata los ligandos como cargas puntuales e ignora la covalencia, mientras que la teoría de orbitales moleculares mezcla explícitamente los orbitales metálicos y de ligando; reproduce el mismo desdoblamiento de orbitales d, pero también explica los efectos covalentes, el enlace pi y la serie espectroquímica.
- ¿Qué es un orbital de grupo de ligando?
- Un orbital de grupo de ligando es una combinación lineal adaptada a la simetría de los orbitales individuales del ligando que se transforma como una de las representaciones irreducibles del complejo, de modo que puede emparejarse con un orbital metálico de la misma simetría para formar orbitales moleculares.