نظریه اوربیتال مولکولی مولکول‌های معدنی

نظریه اوربیتال مولکولی مبتنی بر تقارن، پیوند مولکول‌ها و کمپلکس‌های معدنی را با ترکیب اوربیتال‌های فلزی با ترکیبات لیگاندهای سازگار با تقارن و دارای تقارن منطبق، می‌سازد.

Definition

نظریه اوربیتال مولکولی مولکول‌های معدنی، کاربرد تقارن و نظریه اوربیتال مولکولی برای ساخت اوربیتال‌های پیوندی، ناپیوندی و ضدپیوندی مولکول‌ها و کمپلکس‌های معدنی از اوربیتال‌های فلزی و لیگاندهای سازگار با تقارن است.

Scope

این موضوع به ساخت و تفسیر نمودارهای اوربیتال مولکولی برای مولکول‌های معدنی و کمپلکس‌های کوئوردیناسیون با استفاده از نظریه گروه می‌پردازد: تشکیل اوربیتال‌های گروه لیگاند به عنوان ترکیبات خطی سازگار با تقارن، تطبیق آن‌ها با اوربیتال‌های s، p و d فلز با تقارن یکسان، ساخت نمودارهای پیوند سیگما و پی برای هندسه‌های هشت‌وجهی و سایر هندسه‌ها، و بازیابی شکافتگی میدان لیگاند به عنوان یک نتیجه اوربیتال مولکولی. این موضوع نظریه نمایش مباحث قبلی را در مورد پیوند به کار می‌گیرد.

Core questions

• اوربیتال‌های گروه لیگاند چگونه تشکیل شده و با اوربیتال‌های فلزی تطبیق داده می‌شوند؟
• نمودار اوربیتال مولکولی یک کمپلکس هشت‌وجهی چگونه به وجود می‌آید؟
• تصویر اوربیتال مولکولی چگونه شکافتگی میدان لیگاند را بازیابی می‌کند؟
• لیگاندهای دهنده پی و پذیرنده پی چگونه نمودار را تغییر می‌دهند؟

Key concepts

• اوربیتال‌های گروه لیگاند
• تطبیق تقارنی اوربیتال‌ها
• پیوند سیگما و پی در کمپلکس‌ها
• نمودارهای اوربیتال مولکولی
• بازیابی شکافتگی میدان لیگاند
• اثرات دهنده پی و پذیرنده پی

Key theories

اوربیتال‌های گروه لیگاند و تطبیق تقارن

اوربیتال‌های لیگاند در اوربیتال‌های گروهی سازگار با تقارن ترکیب می‌شوند که به عنوان نمایش‌های تحویل‌ناپذیر تبدیل می‌شوند؛ فقط اوربیتال‌های فلزی با تقارن یکسان می‌توانند با آن‌ها برهم‌کنش داشته باشند که الگوی پیوند را دیکته می‌کند.

دیدگاه اوربیتال مولکولی کمپلکس‌ها

ساخت نمودار برای یک کمپلکس هشت‌وجهی، اوربیتال‌های eg فلز را در ترکیبات سیگما-ضدپیوندی و اوربیتال‌های t2g را به صورت ناپیوندی (یا برهم‌کنش‌کننده پی) قرار می‌دهد و شکافتگی اوربیتال d نظریه میدان لیگاند را از اوربیتال‌های مولکولی بازتولید می‌کند.

پیوند پی و سری طیف‌شیمیایی

شامل کردن اوربیتال‌های پی لیگاند نشان می‌دهد که لیگاندهای دهنده پی مجموعه t2g را بالا می‌برند و شکافتگی را کاهش می‌دهند، در حالی که لیگاندهای پذیرنده پی آن را پایین می‌آورند و شکافتگی را افزایش می‌دهند، که یک توجیه اوربیتال مولکولی برای سری طیف‌شیمیایی ارائه می‌دهد.

Clinical relevance

نمودارهای اوربیتال مولکولی، پیوند، مغناطیس، رنگ و واکنش‌پذیری مولکول‌ها و کمپلکس‌های معدنی را توضیح می‌دهند و زیربنای تفسیر منطقی طیف آن‌ها و طراحی کاتالیزورها و مواد هستند.

History

نظریه اوربیتال مولکولی که توسط مولیکن و دیگران توسعه یافت، در اواسط قرن بیستم به مولکول‌ها و کمپلکس‌های معدنی گسترش یافت، زمانی که از روش‌های تقارن برای ساخت نمودارهای اوربیتال مولکولی میدان لیگاند استفاده شد. کار گری، هافمن و دیگران این نمودارها را به یک توصیف استاندارد از پیوند معدنی تبدیل کرد.

Key figures

• Robert Mulliken
• Harry Gray
• Roald Hoffmann

Seminal works

• cottongrouptheory1990
• weller2018
• albright2013

Frequently asked questions

نظریه اوربیتال مولکولی چگونه نظریه میدان بلور را برای کمپلکس‌ها بهبود می‌بخشد؟

نظریه میدان بلور لیگاندها را به عنوان بارهای نقطه‌ای در نظر می‌گیرد و از کووالانسی چشم‌پوشی می‌کند، در حالی که نظریه اوربیتال مولکولی به صراحت اوربیتال‌های فلز و لیگاند را با هم مخلوط می‌کند؛ این نظریه همان شکافتگی اوربیتال d را بازتولید می‌کند اما اثرات کووالانسی، پیوند پی و سری طیف‌شیمیایی را نیز توضیح می‌دهد.

اوربیتال گروه لیگاند چیست؟

اوربیتال گروه لیگاند یک ترکیب خطی سازگار با تقارن از اوربیتال‌های لیگاند منفرد است که به عنوان یکی از نمایش‌های تحویل‌ناپذیر کمپلکس تبدیل می‌شود، به طوری که می‌تواند با یک اوربیتال فلزی با تقارن یکسان برای تشکیل اوربیتال‌های مولکولی تطبیق داده شود.