بور و خوشههای کمالکترون
بور خانوادهای قابل توجه از هیدریدهای کمالکترون و خوشهها را تشکیل میدهد که پیوند سهمرکزی و اشکال چندوجهی آنها توسط قوانین شمارش جفتالکترون اسکلتی یکپارچه شدهاند.
Definition
خوشههای کمالکترون گونههایی هستند، که بورانها نمونهای از آنها هستند، که در آنها تعداد الکترونهای ظرفیت برای پیوندهای دوالکترونی دومرکزی معمولی بسیار کم است، بنابراین اتمها الکترونها را در پیوندهای چندمرکزی به اشتراک میگذارند تا ساختارهای قفسی چندوجهی را تشکیل دهند.
Scope
این موضوع به شیمی خوشههای کمالکترون گروه اصلی میپردازد: هیدریدهای بور (بورانها) و پیوند سهمرکزی دوالکترونی آنها، خانوادههای ساختاری کلوزو (closo)، نیدو (nido) و آراکنو (arachno)، کاربورانها و متالابورانها، و قوانین چندوجهی-اسکلتی-جفتالکترون وید-مینگوس که اشکال آنها را از تعداد الکترونها پیشبینی میکنند. این مبحث بر پیوند و ساختار خوشه تمرکز دارد تا شیمی توصیفی عمومی بلوک p.
Core questions
- چگونه بورانها میتوانند با وجود داشتن الکترونهای بسیار کم برای پیوندهای کلاسیک، پایدار باشند؟
- پیوند سهمرکزی دوالکترونی چیست؟
- چگونه قوانین وید هندسههای کلوزو، نیدو و آراکنو را پیشبینی میکنند؟
- چگونه کاربورانها و متالابورانها خانوادههای ساختاری بوران را گسترش میدهند؟
Key concepts
- هیدریدهای بور (بورانها)
- پیوندهای سهمرکزی دوالکترونی
- خوشههای کلوزو، نیدو و آراکنو
- قوانین وید
- کاربورانها
- متالابورانها
Key theories
- پیوند سهمرکزی دوالکترونی
- لیپسکامب نشان داد که بورانها از پیوندهایی استفاده میکنند که در آنها یک جفت الکترون منفرد بین سه اتم به اشتراک گذاشته میشود، که به مولکولهای کمالکترون اجازه میدهد بدون داشتن الکترون کافی برای پیوندهای دومرکزی معمولی، در کنار هم بمانند.
- قوانین جفتالکترون اسکلتی وید-مینگوس
- شمارش تعداد جفتالکترونهای پیوندی اسکلتی پیشبینی میکند که آیا یک خوشه هندسه کلوزو، نیدو یا آراکنو را که از یک چندوجهی والد مشتق شده است، اتخاذ میکند یا خیر، که بورانها، کاربورانها و بسیاری از خوشههای فلزی را یکپارچه میکند.
- کاربورانها و گسترش ایزولوبال
- جایگزینی رئوس بوران با کربن یا با قطعات فلزی ایزولوبال، کاربورانها و متالابورانها را ایجاد میکند که از همان قوانین شمارش الکترون پیروی میکنند و عمومیت پیوند خوشه را نشان میدهند.
Clinical relevance
خوشههای بور اساس درمان سرطان با جذب نوترون بور را تشکیل میدهند، به عنوان آنیونها و لیگاندهای با هماهنگی ضعیف در کاتالیز عمل میکنند، و مدلهایی برای پیوند کمالکترون در سراسر شیمی ارائه میدهند.
History
آلفرد استاک برای اولین بار بورانها را در اوایل قرن بیستم تهیه و شناسایی کرد، و کمبود الکترون گیجکننده آنها با تحلیل پیوند سهمرکزی لیپسکامب حل شد، که با جایزه نوبل ۱۹۷۶ به رسمیت شناخته شد. قوانین شمارش الکترون وید در سال ۱۹۷۱، که توسط مینگوس تعمیم یافت، سپس چارچوبی یکپارچه برای ساختارهای خوشه ارائه داد.
Key figures
- Alfred Stock
- William Lipscomb
- Kenneth Wade
- Michael Mingos
Related topics
Seminal works
- wade1971
- lipscomb1963
- greenwood1997
Frequently asked questions
- کمالکترون بودن یک مولکول به چه معناست؟
- یک مولکول کمالکترون، الکترونهای ظرفیت کمتری نسبت به آنچه برای تشکیل پیوندهای دوالکترونی معمول بین هر جفت اتم پیوندخورده لازم است، دارد، بنابراین باید الکترونها را در پیوندهای چندمرکزی غیرمتمرکز کند، همانطور که بورانها با پیوندهای سهمرکزی دوالکترونی انجام میدهند.
- قوانین وید چگونه شکل یک خوشه را پیشبینی میکنند؟
- با شمارش جفتالکترونهای پیوندی اسکلتی و مقایسه آن عدد با تعداد رئوس، این قوانین نشان میدهند که آیا خوشه یک چندوجهی کامل (کلوزو) است یا یک (نیدو) یا دو (آراکنو) رأس کمتر از آن دارد، که هندسه آن را تعیین میکند.