Isolobaaliperiaate
Isolobaaliperiaate (tunnetaan myös nimellä isolobaalianalogia) on tapa ennustaa metalliorgaanisten yhdisteiden sidosominaisuuksia. Organometallien kemiassa se liittyy sellaisten orgaanisten ligandien rakenteeseen, jotka voivat sitoutua epäorgaanisiin molekyylifragmentteihin. Roald Hoffmann kuvasi molekyylifragmentteja isolobaalisiksi, "jos rajaorbitaalien lukumäärä, symmetriaominaisuudet, likimääräinen energia ja muoto sekä niissä olevien elektronien lukumäärä ovat samankaltaisia - eivät identtisiä, mutta samankaltaisia". Vähemmän tunnetun kappaleen sitoutumista ja reaktiivisuutta voidaan ennustaa paremmin tunnetun kappaleen sitoutumisesta ja reaktiivisuudesta, jos kahdella molekyylifragmentilla on samanlaiset rajapintaorbitaalit, korkeimmin miehitetty molekyyliorbitaali (HOMO) ja alhaisin miehittämätön molekyyliorbitaali (LUMO). Isolobaaliset yhdisteet ovat analogeja isoelektronisille yhdisteille, joilla on sama valenssielektronien määrä ja rakenne. Kuvassa 1 on graafinen esitys isolobaalirakenteista, joissa isolobaaliparit on yhdistetty kaksipäisellä nuolella, jonka alapuolella on puoli orbitaalia.
Hoffmannille myönnettiin vuonna 1981 Nobelin kemianpalkinto hänen työstään isolobaalianalogian parissa, jonka hän jakoi Kenichi Fukuin kanssa. Nobel-palkintoluennossaan Hoffmann korosti, että isolobaalinen analogia on hyödyllinen mutta yksinkertainen malli. Se epäonnistuu tietyissä tapauksissa.
Kuva 1: Perusesimerkki isolobaalisesta analogiasta.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on isolobaaliperiaate?
V: Isolobaaliperiaate (tunnetaan myös nimellä isolobaalianalogia) on tapa ennustaa metalliorgaanisten yhdisteiden sidosominaisuuksia. Se suhteuttaa sellaisten orgaanisten ligandien rakenteen, jotka voivat sitoutua epäorgaanisiin molekyylifragmentteihin, vertaamalla niiden korkeimmin miehitettyä molekyyliorbitaalia (HOMO) ja alinta miehittämätöntä molekyyliorbitaalia (LUMO).
K: Kuka ehdotti isolobaaliperiaatetta?
V: Roald Hoffmann ehdotti isolobaaliperiaatetta.
K: Miten se liittyy isoelektronisiin yhdisteisiin?
V: Isolobaaliset yhdisteet ovat isoelektronisten yhdisteiden analogeja, joilla on sama valenssielektronien lukumäärä ja rakenne.
K: Mitä Hoffmann sai tätä käsitettä koskevasta työstään?
V: Hoffmannille myönnettiin isolobaalianalogiaa koskevasta työstään Nobelin kemianpalkinto vuonna 1981, jonka hän jakoi Kenichi Fukuin kanssa.
K: Miten Hoffmann kuvasi molekyylipalasia?
V: Hoffmann kuvasi molekyylifragmentteja isolobaalisiksi, "jos rajapinnan orbitaalien lukumäärä, symmetriaominaisuudet, likimääräinen energia ja muoto sekä niissä olevien elektronien lukumäärä ovat samankaltaisia - eivät identtisiä, mutta samankaltaisia".
Kysymys: Miten tätä mallia voidaan käyttää sidosten ja reaktiivisuuden ennustamiseen?
V: Voidaan ennustaa vähemmän tunnettujen kappaleiden sitoutumista ja reaktiivisuutta paremmin tunnettujen kappaleiden sitoutumisesta ja reaktiivisuudesta, jos niillä on samanlaiset rajaorbitaalit.
K: Toimiiko tämä malli aina oikein?
V: Ei, se epäonnistuu tietyissä tapauksissa.
