תאוריית אורביטלים מולקולריים של מולקולות אי-אורגניות
תאוריית האורביטלים המולקולריים מבוססת-הסימטריה בונה את הקשרים של מולקולות ותרכובות אי-אורגניות על ידי שילוב אורביטלי מתכת עם צירופים מותאמי-סימטריה של ליגנדים בעלי סימטריה תואמת.
Definition
תאוריית אורביטלים מולקולריים של מולקולות אי-אורגניות היא היישום של סימטריה ותאוריית אורביטלים מולקולריים לבניית האורביטלים הקושרים, הלא-קושרים והאנטי-קושרים של מולקולות ותרכובות אי-אורגניות מאורביטלי מתכת ואורביטלי ליגנדים מותאמי-סימטריה.
Scope
נושא זה מכסה את הבנייה והפרשנות של דיאגרמות אורביטלים מולקולריים עבור מולקולות אי-אורגניות ותרכובות קואורדינציה באמצעות תורת חבורות: יצירת אורביטלי חבורת ליגנדים כצירופים ליניאריים מותאמי-סימטריה, התאמתם לאורביטלי s, p, ו-d של מתכת בעלי אותה סימטריה, בניית דיאגרמות קשרי סיגמא ופי עבור גאומטריות אוקטהדרליות ואחרות, ושחזור פיצול שדה הליגנד כתוצאה של אורביטלים מולקולריים. הוא מיישם את תורת ההצגות של הנושאים הקודמים על קשרים.
Core questions
- כיצד נוצרים אורביטלי חבורת ליגנדים וכיצד הם מותאמים לאורביטלי מתכת?
- כיצד נוצרת דיאגרמת אורביטלים מולקולריים של קומפלקס אוקטהדרלי?
- כיצד תמונת האורביטלים המולקולריים משחזרת את פיצול שדה הליגנד?
- כיצד ליגנדי פי-תורם ופי-מקבל משנים את הדיאגרמה?
Key concepts
- אורביטלי חבורת ליגנדים
- התאמת סימטריה של אורביטלים
- קשרי סיגמא ופי בקומפלקסים
- דיאגרמות אורביטלים מולקולריים
- שחזור פיצול שדה הליגנד
- השפעות פי-תורם ופי-מקבל
Key theories
- אורביטלי חבורת ליגנדים והתאמת סימטריה
- אורביטלי ליגנדים משולבים לאורביטלי חבורה מותאמי-סימטריה המשתנים כהצגות בלתי-פריקות; רק אורביטלי מתכת בעלי אותה סימטריה יכולים לקיים אינטראקציה איתם, מה שמכתיב את תבנית הקשרים.
- תצפית אורביטלים מולקולריים של קומפלקסים
- בניית הדיאגרמה עבור קומפלקס אוקטהדרלי ממקמת את אורביטלי eg של המתכת בצירופים אנטי-קושרים מסוג סיגמא ואת אורביטלי t2g כלא-קושרים (או בעלי אינטראקציית פי), ומשחזרת את פיצול אורביטלי d של תאוריית שדה הליגנד מאורביטלים מולקולריים.
- קשרי פי והסדרה הספקטרוכימית
- הכללת אורביטלי פי של ליגנדים מראה כי ליגנדי פי-תורם מעלים את קבוצת t2g ומפחיתים את הפיצול, בעוד שליגנדי פי-מקבל מורידים אותה ומגדילים את הפיצול, ובכך מספקים הסבר אורביטלי-מולקולרי לסדרה הספקטרוכימית.
Clinical relevance
דיאגרמות אורביטלים מולקולריים מסבירות את הקשרים, המגנטיות, הצבע והריאקטיביות של מולקולות ותרכובות אי-אורגניות, ומהוות בסיס לפרשנות רציונלית של הספקטרום שלהן ולתכנון זרזים וחומרים.
History
תאוריית האורביטלים המולקולריים, שפותחה על ידי מוליקן ואחרים, הורחבה למולקולות ותרכובות אי-אורגניות באמצע המאה העשרים, כאשר שיטות סימטריה שימשו לבניית דיאגרמות אורביטלים מולקולריים של שדה ליגנד. עבודתם של גריי, הופמן ואחרים הפכה דיאגרמות אלו לתיאור סטנדרטי של קשרים אי-אורגניים.
Key figures
- Robert Mulliken
- Harry Gray
- Roald Hoffmann
Related topics
Seminal works
- cottongrouptheory1990
- weller2018
- albright2013
Frequently asked questions
- כיצד תאוריית האורביטלים המולקולריים משפרת את תאוריית שדה הגביש עבור קומפלקסים?
- תאוריית שדה הגביש מתייחסת לליגנדים כמטענים נקודתיים ומתעלמת מקוולנטיות, בעוד שתאוריית האורביטלים המולקולריים מערבבת במפורש אורביטלי מתכת וליגנדים; היא משחזרת את אותו פיצול אורביטלי d אך גם מסבירה השפעות קוולנטיות, קשרי פי והסדרה הספקטרוכימית.
- מהו אורביטל חבורת ליגנדים?
- אורביטל חבורת ליגנדים הוא צירוף ליניארי מותאם-סימטריה של אורביטלי הליגנדים הבודדים, המשתנה כאחת ההצגות הבלתי-פריקות של הקומפלקס, כך שניתן להתאימו לאורביטל מתכת בעל אותה סימטריה ליצירת אורביטלים מולקולריים.