तीन-केंद्र चार-इलेक्ट्रॉन बंधन

3-सेंटर 4-इलेक्ट्रॉन (3c–4e) बॉन्ड एक मॉडल है जिसका उपयोग कुछ हाइपरवैलेंट अणुओं जैसे टेट्राटॉमिक और हेक्साटोमिक इंटरहैलोजन यौगिकों, सल्फर टेट्राफ्लोराइड, क्सीनन फ्लोराइड्स और बाइफ्लोराइड आयन में बॉन्डिंग को समझाने के लिए किया जाता है। 1951 में जॉर्ज सी. पिमेंटेल द्वारा प्रकाशित कार्य के बाद इसे पिमेंटेल-रंडल तीन-केंद्र मॉडल के रूप में भी जाना जाता है, जो पहले रॉबर्ट ई. रंडल द्वारा इलेक्ट्रॉन-अपूर्ण आबंधन के लिए विकसित संकल्पनाओं पर आधारित था। इस मॉडल के एक विस्तारित संस्करण का उपयोग फास्फोरस पेंटाफ्लोराइड और सल्फर हेक्साफ्लोराइड के साथ-साथ बहु-केंद्र π-बॉन्डिंग जैसे ओजोन और सल्फर ट्राइऑक्साइड जैसे हाइपरवेलेंट अणुओं की पूरी कक्षा का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

अणु भी होते हैं जैसे दिबोराने (बी2H6) डायलन में (AL2H6) जिनमें तीन-केंद्र दो-इलेक्ट्रॉन बांड (3c-2e) बांड हैं।

इतिहास
जबकि 1969 तक रासायनिक साहित्य में हाइपरवेलेंट शब्द का परिचय नहीं दिया गया था, इरविंग लैंगमुइर और जी.एन. लुईस ने 1921 की शुरुआत में हाइपरवैलेंट अणुओं में बंधन की प्रकृति पर बहस की। जबकि लेविस ने विस्तारित ओकटेट नियम दृष्टिकोण का समर्थन किया, ऑर्बिटल हाइब्रिडाइजेशन#वैलेंस शेल एक्सपेंशन|एस-पी-डी हाइब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल्स का आह्वान किया और पड़ोसी परमाणुओं के बीच 2c-2e बांड बनाए रखा, इसके बजाय लैंगमुइर ने ऑक्टेट नियम को बनाए रखने का विकल्प चुना, हाइपरवैलेंट यौगिकों में बंधन के लिए एक आयनिक आधार का आह्वान किया (देखें हाइपरवैलेंट मॉलिक्यूल #वैलेंस बॉन्ड थ्योरी, पीएफ के लिए वैलेंस बॉन्ड थ्योरी डायग्राम5 और एस एफ6). 1951 के सेमिनल पेपर में, पिमेंटेल ने हाइपरवेलेंट ट्राइहैलाइड आयनों में बंधन को युक्तिसंगत बनाया (, X = F, Br, Cl, I) एक आणविक कक्षीय (MO) विवरण के माध्यम से, 1947 में रूंडल द्वारा पेश किए गए अर्ध-बॉन्ड की अवधारणा पर आधारित है। इस मॉडल में, चार में से दो इलेक्ट्रॉन एक आल-इन-फेज बॉन्डिंग MO पर कब्जा कर लेते हैं, जबकि अन्य दो एक गैर-बॉन्डिंग MO पर कब्जा कर लेते हैं, जिससे आसन्न परमाणुओं के बीच 0.5 का समग्र बॉन्ड ऑर्डर होता है (तीन-केंद्र चार-इलेक्ट्रॉन बॉन्ड# देखें) आणविक कक्षीय विवरण)।

हाइपरवेलेंट अणुओं पर अधिक हाल के सैद्धांतिक अध्ययन लैंगमुइर दृष्टिकोण का समर्थन करते हैं, यह पुष्टि करते हुए कि ऑक्टेट नियम ब्लॉक (आवर्त सारणी) | एस- और पी-ब्लॉक तत्वों में बंधन का वर्णन करने के लिए एक अच्छा पहला सन्निकटन के रूप में कार्य करता है।

σ 3c–4e

 * ट्रायोडाइड
 * क्सीनन डिफ्लोराइड
 * क्रिप्टन फ्लोराइड
 * क्सीनन difluoride
 * आर्गन फ्लोरोहाइड्राइड
 * बाइफ्लोराइड
 * SN2 अभिक्रिया|SN2 प्रतिक्रिया संक्रमण अवस्था और सक्रिय परिसर
 * सममित हाइड्रोजन बंधन

π 3c–4e

 * कार्बोक्सिलेट्स
 * एमाइड्स
 * ओजोन
 * अज़ाइड
 * एलिल समूह

आणविक कक्षीय विवरण
ट्राइआयोडाइड के σ आण्विक ऑर्बिटल्स (एमओ) का निर्माण परिधीय परमाणुओं के पी ऑर्बिटल्स के साथ केंद्रीय परमाणु के परमाणु कक्षीय  (बॉन्ड एक्सिस के साथ समरेख) के इन-फेज और आउट-ऑफ-फेज संयोजनों पर विचार करके किया जा सकता है। यह अभ्यास आरेख को दाईं ओर उत्पन्न करता है (चित्र 1)। तीन प्रासंगिक परमाणु ऑर्बिटल्स के संयोजन से तीन आणविक ऑर्बिटल्स का परिणाम होता है, जिसमें चार इलेक्ट्रॉन सबसे कम ऊर्जा वाले दो एमओ पर कब्जा कर लेते हैं - एक बॉन्डिंग एमओ सभी तीन केंद्रों में डेलोकलाइज़ होता है, और एक नॉन-बॉन्डिंग एमओ परिधीय केंद्रों पर स्थानीयकृत होता है। इस मॉडल का उपयोग करते हुए, केंद्रीय परमाणु पर हाइपरवैलेंट बॉन्डिंग विचार को लागू करने की आवश्यकता को दरकिनार कर दिया जाता है, क्योंकि बॉन्डिंग ऑर्बिटल में प्रभावी रूप से दो 2-सेंटर-1-इलेक्ट्रॉन बॉन्ड होते हैं (जो एक साथ ऑक्टेट नियम का उल्लंघन नहीं करते हैं), और अन्य दो इलेक्ट्रॉन नॉन-बॉन्डिंग ऑर्बिटल पर कब्जा करें।

वैलेंस बॉन्ड (प्राकृतिक बॉन्ड ऑर्बिटल) विवरण
3c–4e आबंधन के प्राकृतिक आबंध कक्षीय दृष्टिकोण में, ट्राईआयोडाइड ऋणायन का निर्माण आयोडीन (I) के संयोजन से किया जाता है।2σ आण्विक कक्षक और एक योडिद  (I−) अकेली जोड़ी। मैं- अकेला जोड़ा 2-इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कार्य करता है, जबकि I2 σ* प्रति-बंधन कक्षक 2-इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है। इन-फेज और आउट-ऑफ-फेज संयोजनों में दाता और स्वीकर्ता के संयोजन का परिणाम दाईं ओर दर्शाए गए आरेख में होता है (चित्र 2)। स्वीकर्ता σ* एंटीबॉन्डिंग ऑर्बिटल के साथ डोनर लोन जोड़ी का संयोजन उच्चतम-कब्जे वाले ऑर्बिटल (ψ) की ऊर्जा में समग्र रूप से कमी लाता है।2). जबकि चित्र 2 में दर्शाया गया आरेख दाएँ हाथ के परमाणु को दाता के रूप में दिखाता है, दाता के रूप में बाएँ हाथ के परमाणु का उपयोग करके एक समतुल्य आरेख का निर्माण किया जा सकता है। यह बॉन्डिंग योजना संक्षेप में निम्नलिखित दो अनुनाद संरचनाओं द्वारा संक्षेपित है: I-I···I- ↔ मैं−··मैं—मैं (जहाँ — एक एकल बंधन का प्रतिनिधित्व करता है और ··· औपचारिक बंधन क्रम 0 के साथ एक डमी बंधन का प्रतिनिधित्व करता है जिसका उद्देश्य केवल कनेक्टिविटी को इंगित करना है), जो औसत होने पर I—I बंधन क्रम को पुन: उत्पन्न करता है 0.5 का प्राकृतिक बंधन कक्षीय विश्लेषण और आणविक कक्षीय सिद्धांत दोनों से प्राप्त किया गया। फ़ाइल: NeF2-DA.tif|alt=नियॉन डिफ़्लुओराइड में प्राकृतिक बॉन्ड ऑर्बिटल डोनर-एक्सेप्टर इंटरेक्शन को दर्शाने वाला डायग्राम। केंद्रीय Ne परमाणु दाता के रूप में कार्य करता है, जबकि परिधीय F परमाणुओं का आउट-ऑफ-फेज संयोजन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है। दो ऑर्बिटल्स को एक ही अणु ढांचे पर ओवरले किया गया है। थंब | चित्र 3: नियॉन डिफ्लुओराइड में प्राकृतिक बॉन्ड ऑर्बिटल डोनर-एक्सेप्टर इंटरेक्शन को दर्शाने वाला आरेख। केंद्रीय Ne परमाणु दाता के रूप में कार्य करता है, जबकि परिधीय F परमाणुओं का आउट-ऑफ-फेज संयोजन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है। दो कक्षकों को एक ही अणु ढांचे पर आच्छादित किया गया है। अधिक हालिया सैद्धांतिक जांच एक नए प्रकार के दाता-स्वीकारकर्ता की बातचीत के अस्तित्व का सुझाव देती है जो तथाकथित उल्टे इलेक्ट्रोनगेटिविटी के साथ ट्रायटोमिक प्रजातियों में हावी हो सकती है; अर्थात्, एक ऐसी स्थिति जिसमें केंद्रीय परमाणु परिधीय परमाणुओं की तुलना में अधिक विद्युतीय होता है। सैद्धांतिक जिज्ञासा के अणु जैसे नियॉन डिफ़्लुओराइड (NeF2) और बेरिलियम लिथियम (BeLi2) उल्टे वैद्युतीयऋणात्मकता के उदाहरण प्रस्तुत करते हैं। असामान्य बंधन स्थिति के परिणामस्वरूप, दाता अकेला जोड़ा केंद्रीय परमाणु पर महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉन घनत्व के साथ समाप्त होता है, जबकि स्वीकर्ता परिधीय परमाणुओं पर पी ऑर्बिटल्स का आउट-ऑफ-फेज संयोजन होता है। सैद्धांतिक महान गैस डाइहैलाइड एनईएफ के लिए इस संबंध योजना को चित्र 3 में दर्शाया गया है2.

एसN2 संक्रमण अवस्था मॉडलिंग
वैलेंस बॉन्ड विवरण और अनुनाद संरचनाओं के साथ A—B···C− ↔ ए−···B—C सुझाव देता है कि 3c-4e बॉन्डिंग प्रदर्शित करने वाले अणु SN2 प्रतिक्रिया की संक्रमण अवस्थाओं के अध्ययन के लिए मॉडल के रूप में काम कर सकते हैं।

यह भी देखें

 * हाइपरवेलेंट अणु
 * तीन-केंद्र दो-इलेक्ट्रॉन बंधन