Bor ve Elektron Eksikliği Olan Kümeler
Bor, üç merkezli bağları ve çokyüzlü şekilleri iskelet-elektron-çifti sayım kuralları ile birleştirilen, dikkat çekici bir elektron eksikliği olan hidrürler ve kümeler ailesi oluşturmaktadır.
Tanım
Elektron eksikliği olan kümeler, boranlar tarafından örneklendirilen, geleneksel iki merkezli iki elektronlu bağlar için çok az değerlik elektronu bulunan türlerdir; bu nedenle atomlar, çok merkezli bağlar üzerinde elektronları paylaşarak çokyüzlü kafes yapıları oluşturmaktadırlar.
Kapsam
Bu konu, elektron eksikliği olan ana grup küme kimyasını: bor hidrürleri (boranlar) ve onların üç merkezli iki elektronlu bağlarını, closo, nido ve arachno yapısal ailelerini, karboranları ve metallaboranları, ve elektron sayımlarından şekillerini tahmin eden Wade–Mingos çokyüzlü-iskelet-elektron-çifti kurallarını kapsamaktadır. p-bloğunun genel tanımlayıcı kimyası yerine küme bağlanması ve yapısına odaklanmaktadır.
Temel sorular
- Boranlar, klasik bağlar için çok az elektrona sahip olmalarına rağmen nasıl kararlı olabilirler?
- Üç merkezli iki elektronlu bağ nedir?
- Wade'in kuralları closo, nido ve arachno geometrilerini nasıl tahmin etmektedir?
- Karboranlar ve metallaboranlar, boran yapısal ailelerini nasıl genişletmektedir?
Anahtar kavramlar
- Bor hidrürleri (boranlar)
- Üç merkezli iki elektronlu bağlar
- closo, nido ve arachno kümeleri
- Wade'in kuralları
- Karboranlar
- Metallaboranlar
Temel kuramlar
- Üç merkezli iki elektronlu bağlanma
- Lipscomb, boranların, tek bir elektron çiftinin üç atom arasında paylaşıldığı bağlar kullandığını göstermiştir; bu durum, sıradan iki merkezli bağlar için yeterli elektron olmadan elektron eksikliği olan moleküllerin bir arada kalmasına olanak tanımaktadır.
- Wade–Mingos iskelet-elektron-çifti kuralları
- İskelet bağlanma elektron çiftlerinin sayısını saymak, bir kümenin ana bir çokyüzlüden türetilmiş bir closo, nido veya arachno geometrisi benimseyip benimsemediğini tahmin etmekte, boranları, karboranları ve birçok metal kümesini birleştirmektedir.
- Karboranlar ve izolobal genişleme
- Boran köşelerinin karbon veya izolobal metal parçaları ile değiştirilmesi, aynı elektron sayım kurallarını takip eden karboranlar ve metallaboranlar vermekte, küme bağlanmasının genelliğini göstermektedir.
Klinik önem
Bor kümeleri, kanser için bor nötron yakalama tedavisinin temelini oluşturmakta, katalizde zayıf koordine edici anyonlar ve ligandlar olarak hizmet etmekte ve kimya genelinde elektron eksikliği olan bağlanma için modeller sağlamaktadır.
Tarihçe
Alfred Stock, boranları ilk olarak yirminci yüzyılın başlarında hazırlamış ve karakterize etmiştir; onların şaşırtıcı elektron eksikliği ise 1976 Nobel Ödülü ile tanınan Lipscomb'un üç merkezli bağlanma analizi ile çözülmüştür. Mingos tarafından genelleştirilen Wade'in 1971 elektron sayım kuralları, daha sonra küme yapıları için birleşik bir çerçeve sağlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Alfred Stock
- William Lipscomb
- Kenneth Wade
- Michael Mingos
İlgili konular
Temel eserler
- wade1971
- lipscomb1963
- greenwood1997
Sıkça sorulan sorular
- Bir molekülün elektron eksikliği olması ne anlama gelmektedir?
- Elektron eksikliği olan bir molekül, her bağlı atom çifti arasında olağan iki elektronlu bağları oluşturmak için gerekenden daha az değerlik elektronuna sahiptir; bu nedenle, boranların üç merkezli iki elektronlu bağlarla yaptığı gibi, elektronları çok merkezli bağlar üzerinde delokalize etmesi gerekmektedir.
- Wade'in kuralları bir kümenin şeklini nasıl tahmin etmektedir?
- İskelet bağlanma elektron çiftlerini sayarak ve bu sayıyı köşe sayısı ile karşılaştırarak, kurallar, kümenin tam bir çokyüzlü (closo) olup olmadığını veya bir (nido) ya da iki (arachno) köşe eksik olup olmadığını belirtmekte, böylece geometrisini sabitlemektedir.