Teoria de Orbitais Moleculares de Moléculas Inorgânicas
A teoria de orbitais moleculares baseada em simetria constrói a ligação de moléculas e complexos inorgânicos combinando orbitais metálicos com combinações de ligantes adaptadas à simetria de simetria correspondente.
Definition
A teoria de orbitais moleculares de moléculas inorgânicas é a aplicação da simetria e da teoria de orbitais moleculares para construir os orbitais ligantes, não-ligantes e antiligantes de moléculas e complexos inorgânicos a partir de orbitais metálicos e de ligantes adaptados à simetria.
Scope
Este tópico abrange a construção e interpretação de diagramas de orbitais moleculares para moléculas inorgânicas e complexos de coordenação usando a teoria de grupos: formando orbitais de grupo de ligantes como combinações lineares adaptadas à simetria, combinando-os com orbitais s, p e d metálicos da mesma simetria, construindo diagramas de ligação sigma e pi para geometrias octaédricas e outras, e recuperando a divisão do campo ligante como um resultado de orbital molecular. Aplica a teoria de representação dos tópicos anteriores à ligação.
Core questions
- Como os orbitais de grupo de ligantes são formados e combinados com os orbitais metálicos?
- Como surge um diagrama de orbitais moleculares de um complexo octaédrico?
- Como a imagem de orbitais moleculares recupera a divisão do campo ligante?
- Como os ligantes doadores de pi e aceitadores de pi alteram o diagrama?
Key concepts
- Orbitais de grupo de ligantes
- Correspondência de simetria de orbitais
- Ligação sigma e pi em complexos
- Diagramas de orbitais moleculares
- Recuperação da divisão do campo ligante
- Efeitos de doadores de pi e aceitadores de pi
Key theories
- Orbitais de grupo de ligantes e correspondência de simetria
- Os orbitais dos ligantes são combinados em orbitais de grupo adaptados à simetria que se transformam como representações irredutíveis; apenas orbitais metálicos da mesma simetria podem interagir com eles, o que dita o padrão de ligação.
- Visão de orbitais moleculares de complexos
- A construção do diagrama para um complexo octaédrico coloca os orbitais eg metálicos em combinações sigma-antiligantes e os orbitais t2g como não-ligantes (ou interagindo com pi), reproduzindo a divisão do orbital d da teoria do campo ligante a partir de orbitais moleculares.
- Ligação pi e a série espectroquímica
- A inclusão de orbitais pi dos ligantes mostra que os ligantes doadores de pi elevam o conjunto t2g e reduzem a divisão, enquanto os ligantes aceitadores de pi o abaixam e aumentam a divisão, fornecendo uma justificativa de orbitais moleculares para a série espectroquímica.
Clinical relevance
Os diagramas de orbitais moleculares explicam a ligação, o magnetismo, a cor e a reatividade de moléculas e complexos inorgânicos e sustentam a interpretação racional de seus espectros e o design de catalisadores e materiais.
History
A teoria de orbitais moleculares, desenvolvida por Mulliken e outros, foi estendida a moléculas e complexos inorgânicos em meados do século XX, quando métodos de simetria foram usados para construir diagramas de orbitais moleculares de campo ligante. O trabalho de Gray, Hoffmann e outros tornou esses diagramas uma descrição padrão da ligação inorgânica.
Key figures
- Robert Mulliken
- Harry Gray
- Roald Hoffmann
Related topics
Seminal works
- cottongrouptheory1990
- weller2018
- albright2013
Frequently asked questions
- Como a teoria de orbitais moleculares melhora a teoria do campo cristalino para complexos?
- A teoria do campo cristalino trata os ligantes como cargas pontuais e ignora a covalência, enquanto a teoria de orbitais moleculares mistura explicitamente os orbitais metálicos e dos ligantes; ela reproduz a mesma divisão do orbital d, mas também explica os efeitos covalentes, a ligação pi e a série espectroquímica.
- O que é um orbital de grupo de ligantes?
- Um orbital de grupo de ligantes é uma combinação linear adaptada à simetria dos orbitais individuais dos ligantes que se transforma como uma das representações irredutíveis do complexo, de modo que pode ser combinado com um orbital metálico da mesma simetria para formar orbitais moleculares.