Théorie des OM des molécules inorganiques
La théorie des orbitales moléculaires basée sur la symétrie décrit la liaison des molécules et complexes inorganiques en combinant les orbitales métalliques avec des combinaisons de ligands adaptées à la symétrie et de symétrie correspondante.
Definition
La théorie des OM des molécules inorganiques est l'application de la symétrie et de la théorie des orbitales moléculaires pour construire les orbitales liantes, non liantes et antiliantes des molécules et complexes inorganiques à partir des orbitales métalliques et des orbitales de ligands adaptées à la symétrie.
Scope
Ce sujet aborde la construction et l'interprétation des diagrammes d'orbitales moléculaires pour les molécules inorganiques et les complexes de coordination en utilisant la théorie des groupes : la formation d'orbitales de groupe de ligands (OGL) comme combinaisons linéaires adaptées à la symétrie, leur appariement avec les orbitales s, p et d du métal de même symétrie, la construction de diagrammes de liaison sigma et pi pour les géométries octaédriques et autres, et la récupération du dédoublement du champ de ligands comme résultat de la théorie des orbitales moléculaires. Il applique la théorie des représentations des sujets précédents à la liaison.
Core questions
- Comment les orbitales de groupe de ligands sont-elles formées et appariées aux orbitales métalliques ?
- Comment un diagramme d'orbitales moléculaires d'un complexe octaédrique est-il construit ?
- Comment la description par orbitales moléculaires permet-elle de retrouver le dédoublement du champ de ligands ?
- Comment les ligands donneurs pi et accepteurs pi modifient-ils le diagramme ?
Key concepts
- Orbitales de groupe de ligands (OGL)
- Appariement des orbitales par symétrie
- Liaison sigma et pi dans les complexes
- Diagrammes d'orbitales moléculaires
- Récupération du dédoublement du champ de ligands
- Effets donneurs pi et accepteurs pi
Key theories
- Orbitales de groupe de ligands et appariement par symétrie
- Les orbitales de ligands sont combinées en orbitales de groupe adaptées à la symétrie qui se transforment comme des représentations irréductibles ; seules les orbitales métalliques de même symétrie peuvent interagir avec elles, ce qui dicte le schéma de liaison.
- Vision des complexes par les orbitales moléculaires
- La construction du diagramme pour un complexe octaédrique place les orbitales eg du métal dans des combinaisons sigma-antiliantes et les orbitales t2g comme non liantes (ou interagissant pi), reproduisant le dédoublement des orbitales d de la théorie du champ de ligands à partir des orbitales moléculaires.
- Liaison pi et série spectrochimique
- L'inclusion des orbitales pi des ligands montre que les ligands donneurs pi élèvent l'ensemble t2g et réduisent le dédoublement, tandis que les ligands accepteurs pi l'abaissent et augmentent le dédoublement, fournissant une justification par les orbitales moléculaires pour la série spectrochimique.
Clinical relevance
Les diagrammes d'orbitales moléculaires expliquent la liaison, le magnétisme, la couleur et la réactivité des molécules et complexes inorganiques et sous-tendent l'interprétation rationnelle de leurs spectres ainsi que la conception de catalyseurs et de matériaux.
History
La théorie des orbitales moléculaires, développée par Mulliken et d'autres, a été étendue aux molécules et complexes inorganiques au milieu du XXe siècle, lorsque des méthodes de symétrie ont été utilisées pour construire des diagrammes d'orbitales moléculaires de champ de ligands. Les travaux de Gray, Hoffmann et d'autres ont fait de ces diagrammes une description standard de la liaison inorganique.
Key figures
- Robert Mulliken
- Harry Gray
- Roald Hoffmann
Related topics
Seminal works
- cottongrouptheory1990
- weller2018
- albright2013
Frequently asked questions
- En quoi la théorie des orbitales moléculaires améliore-t-elle la théorie du champ cristallin pour les complexes ?
- La théorie du champ cristallin traite les ligands comme des charges ponctuelles et ignore la covalence, tandis que la théorie des orbitales moléculaires mélange explicitement les orbitales du métal et des ligands ; elle reproduit le même dédoublement des orbitales d mais explique également les effets covalents, la liaison pi et la série spectrochimique.
- Qu'est-ce qu'une orbitale de groupe de ligands ?
- Une orbitale de groupe de ligands est une combinaison linéaire adaptée à la symétrie des orbitales individuelles des ligands qui se transforme comme l'une des représentations irréductibles du complexe, de sorte qu'elle puisse être appariée à une orbitale métallique de même symétrie pour former des orbitales moléculaires.