आइसोलोबल सिद्धांत

ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान में, आइसोलोबल सिद्धांत (अधिक औपचारिक रूप से आइसोलोबल सादृश्य के रूप में जाना जाता है) एक ऐसी रणनीति है जिसका उपयोग कार्बनिक यौगिक और अकार्बनिक यौगिक  आणविक टुकड़ों की संरचना से संबंधित होता है ताकि ऑर्गोमेटेलिक यौगिकों के  रासायनिक बंध न गुणों की भविष्यवाणी की जा सके।  रोनाल्ड हॉफमैन  ने आणविक टुकड़ों को आइसोलोबल के रूप में वर्णित किया है यदि संख्या,  आणविक समरूपता  गुण, अनुमानित ऊर्जा और  सीमांत कक्षीय  की आकृति और उनमें  इलेक्ट्रॉन ों की संख्या समान है - समान नहीं, लेकिन समान। एक बेहतर ज्ञात प्रजातियों से कम ज्ञात प्रजातियों के बंधन और  प्रतिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान)  की भविष्यवाणी कर सकते हैं यदि दो आणविक टुकड़ों में समान सीमा कक्षीय हैं,  उच्चतम कब्जे वाले आणविक कक्षीय  (HOMO) और  सबसे कम खाली आणविक कक्षीय  (LUMO) ) आइसोलोबल यौगिक  आइसोइलेक्ट्रॉनिक  यौगिकों के अनुरूप होते हैं जो समान संख्या में  रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन ों और संरचना को साझा करते हैं। आइसोलोबल संरचनाओं का एक ग्राफिक प्रतिनिधित्व, नीचे आधे कक्षीय के साथ एक डबल-सिर वाले तीर के माध्यम से जुड़े आइसोलोबल जोड़े के साथ, चित्र 1 में पाया जाता है।

आइसोलोबल सादृश्य पर उनके काम के लिए, हॉफमैन को 1981 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार  से सम्मानित किया गया था, जिसे उन्होंने  केनिची फुकुई  के साथ साझा किया था। अपने नोबेल पुरस्कार व्याख्यान में, हॉफमैन ने जोर देकर कहा कि आइसोलोबल सादृश्य एक उपयोगी, फिर भी सरल, मॉडल है और इस प्रकार कुछ उदाहरणों में विफल होना तय है।

आइसोलोबल टुकड़ों का निर्माण
एक आइसोलोबल टुकड़ा उत्पन्न करना शुरू करने के लिए, अणु को कुछ मानदंडों का पालन करने की आवश्यकता होती है। मुख्य समूह तत्व ों के आस-पास स्थित अणुओं को ऑक्टेट नियम को पूरा करना चाहिए जब सभी बंधन और गैर-बंधन आणविक कक्षा (एमओ) भर जाते हैं और सभी एंटीबॉडी एमओ खाली होते हैं। उदाहरण के लिए, मीथेन एक साधारण अणु है जिससे एक मुख्य समूह टुकड़ा बनता है। मीथेन से हाइड्रोजन परमाणु को हटाने से मिथाइल रेडिकल उत्पन्न होता है। अणु अपनी  आणविक ज्यामिति  को लापता हाइड्रोजन परमाणु की दिशा में सीमांत कक्षीय बिंदुओं के रूप में बनाए रखता है। हाइड्रोजन को और हटाने से दूसरी सीमांत कक्षीय का निर्माण होता है। इस प्रक्रिया को तब तक दोहराया जा सकता है जब तक कि अणु के केंद्रीय परमाणु में केवल एक बंधन न रह जाए। चित्र 2 आइसोलोबल अंशों की चरण-दर-चरण पीढ़ी के इस उदाहरण को प्रदर्शित करता है।

ऑक्टाहेड्रल आणविक ज्यामिति के आइसोलोबल टुकड़े, जैसे ML6, इसी तरह से बनाया जा सकता है। संक्रमण धातु परिसर ों को शुरू में  अठारह इलेक्ट्रॉन नियम  को पूरा करना चाहिए, कोई शुद्ध चार्ज नहीं होना चाहिए, और उनके लिगैंड दो इलेक्ट्रॉन दाता ( लुईस बेस ) होने चाहिए। नतीजतन, एमएल. के लिए धातु केंद्र6 प्रारंभिक बिंदु d. होना चाहिए6. एक लिगैंड को हटाना पिछले उदाहरण में मीथेन के हाइड्रोजन को हटाने के समान है, जिसके परिणामस्वरूप एक फ्रंटियर ऑर्बिटल होता है, जो हटाए गए लिगैंड की ओर इशारा करता है। धातु केंद्र और एक लिगैंड के बीच के बंधन को तोड़ने के परिणामस्वरूप a कट्टरपंथी परिसर। शून्य-आवेश मानदंड को पूरा करने के लिए धातु केंद्र को बदलना होगा। उदाहरण के लिए, एक MoL6 जटिल है d 6 और तटस्थ। हालाँकि, पहला फ्रंटियर ऑर्बिटल बनाने के लिए एक लिगैंड को हटाने से परिणाम होगा a जटिल है क्योंकि Mo ने इसे d. बनाते हुए एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्राप्त किया है7. इसका समाधान करने के लिए, Mo को Mn से बदला जा सकता है, जो एक तटस्थ d. का निर्माण करेगाइस मामले में 7 कॉम्प्लेक्स, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। यह प्रवृत्ति तब तक जारी रह सकती है जब तक कि केवल एक लिगैंड को धातु केंद्र से समन्वित नहीं किया जाता है।

इमेज: फिगर3प्राइम.टीआईएफ|थंब|250पीएक्स|सेंटर|चित्रा 3:'' एक अष्टफलकीय परिसर में एक फ्रंटियर ऑर्बिटल का उत्पादन। चूंकि प्रक्रिया चार्ज उत्पादन नहीं है, धातु केंद्र को d. से बदलना चाहिए6 मो से d7 Mn न्यूट्रल चार्ज बनाए रखने के लिए।

चतुष्फलकीय और अष्टफलकीय अंशों के बीच संबंध
चित्र: समद्विबाहु चित्र4.tif|अंगूठे|150px|दाएँ|चित्र 4: टेट्राहेड्रल और अष्टफलकीय ज्यामिति के समद्विबाहु टुकड़े। d-इलेक्ट्रॉनों का विन्यास गलत है। यह d8 ML4 और d9 ML3 है।

टेट्राहेड्रल और ऑक्टाहेड्रल अणुओं के आइसोलोबल टुकड़े संबंधित हो सकते हैं। समान संख्या में फ्रंटियर ऑर्बिटल्स वाली संरचनाएं एक दूसरे के लिए आइसोलोबल हैं। उदाहरण के लिए, दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ मीथेन को हटा दिया गया, सीएच2 एक d. के लिए आइसोलोबल है7 एमएल4 एक अष्टफलकीय प्रारंभिक संकुल से निर्मित संकुल (चित्र 4)।

एमओ सिद्धांत निर्भरता
किसी भी प्रकार का संतृप्त अणु आइसोलोबल टुकड़े उत्पन्न करने के लिए प्रारंभिक बिंदु हो सकता है। अणु की बॉन्डिंग और नॉन-बॉन्डिंग मॉलिक्यूलर ऑर्बिटल्स (MOs) भरे जाने चाहिए और एंटीबॉन्डिंग MOs खाली होने चाहिए। एक आइसोलोबल टुकड़े की प्रत्येक लगातार पीढ़ी के साथ, इलेक्ट्रॉनों को बॉन्डिंग ऑर्बिटल्स से हटा दिया जाता है और एक फ्रंटियर ऑर्बिटल बनाया जाता है। बॉन्डिंग और नॉनबॉन्डिंग एमओ की तुलना में फ्रंटियर ऑर्बिटल्स उच्च ऊर्जा स्तर पर हैं। प्रत्येक फ्रंटियर ऑर्बिटल में एक इलेक्ट्रॉन होता है। उदाहरण के लिए, चित्र 5 पर विचार करें, जो चतुष्फलकीय और अष्टफलकीय अणुओं में सीमांत कक्षकों के उत्पादन को दर्शाता है।

जैसा कि ऊपर देखा गया है, जब CH. से एक टुकड़ा बनता है4, स्पा में से एक3 बॉन्डिंग में शामिल संकर कक्षक  एक नॉन-बॉन्डिंग सिंगल कब्जे वाले फ्रंटियर ऑर्बिटल बन जाते हैं। सीमांत कक्षीय का बढ़ा हुआ ऊर्जा स्तर भी चित्र में दिखाया गया है। इसी तरह जब धातु परिसर जैसे d. से शुरू करते हैं6-एमएल6, दी2sp3 हाइब्रिड ऑर्बिटल्स प्रभावित होते हैं। इसके अलावा, टी2g असंबद्ध धातु कक्षक अपरिवर्तित होते हैं।

सादृश्य के विस्तार
आइसोलोबल सादृश्य में सरल अष्टफलकीय परिसरों से परे अनुप्रयोग हैं। इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के लिगेंड्स, आवेशित प्रजातियों और गैर-ऑक्टाहेड्रल परिसरों के साथ किया जा सकता है।

आइसोइलेक्ट्रॉनिक टुकड़े
आइसोलोबल सादृश्य का उपयोग समान समन्वय संख्या वाले आइसोइलेक्ट्रोनिक टुकड़ों के साथ भी किया जा सकता है, जो आवेशित प्रजातियों पर विचार करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, रे (सीओ)5 CH. के साथ आइसोलोबल है3 और इसलिए, [आरयू (सीओ)5]+ और [Mo(CO)5]− CH. के साथ आइसोलोबल भी हैं3. इस उदाहरण में कोई भी 17-इलेक्ट्रॉन धातु परिसर आइसोलोबल होगा।

इसी तरह, दो आइसोलोबल टुकड़ों से इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने या हटाने के परिणामस्वरूप दो नए आइसोलोबल टुकड़े होते हैं। चूंकि रे (सीओ)5 CH. के साथ आइसोलोबल है3, [पुनः (सीओ)5]+ isolobal with.

गैर-अष्टकोणीय परिसरों
चित्र: समद्विबाहु चित्र8.tif|अंगूठे|250px|दाएं|चित्र 8: समद्विबाहु सादृश्य में गैर-मूल आकृतियों के उदाहरण। सादृश्य टेट्राहेड्रल और ऑक्टाहेड्रल ज्यामिति के अलावा अन्य आकृतियों पर लागू होता है। अष्टफलकीय ज्यामिति में प्रयुक्त व्युत्पत्तियां अधिकांश अन्य ज्यामिति के लिए मान्य हैं। अपवाद स्क्वायर-प्लानर है क्योंकि स्क्वायर-प्लानर कॉम्प्लेक्स  आमतौर पर 16-इलेक्ट्रॉन नियम का पालन करते हैं। यह मानते हुए कि लिगैंड दो-इलेक्ट्रॉन दाताओं के रूप में कार्य करते हैं, वर्ग-प्लानर अणुओं में धातु केंद्र d. है8. एक अष्टफलकीय खंड को जोड़ने के लिए, MLn, जहाँ M का d. है x एक वर्ग समतलीय समरूप खंड के लिए इलेक्ट्रॉन विन्यास, सूत्र MLn−2 जहाँ M का d. हैx+2 इलेक्ट्रॉन विन्यास का पालन किया जाना चाहिए।

विभिन्न आकृतियों और रूपों में समद्विबाहु सादृश्य के और उदाहरण चित्र 8 में दिखाए गए हैं।

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 * कार्बनिक मिश्रण
 * आर्गेनोमेटेलिक केमिस्ट्री
 * आण्विक कक्षक
 * ओकटेट नियम
 * अष्टफलकीय आणविक ज्यामिति
 * लाइगैंडों