Izoelektronika - Isoelectronicity

Kysličník uhelnatý
Nitrosonium ion
Oxid uhelnatý a nitrosonium jsou izoelektronické

Isoelektronicita je jev pozorovaný, když dvě nebo více molekul má stejnou strukturu (polohy a konektivity mezi atomy ) a stejné elektronické konfigurace , ale liší se tím, jaké konkrétní prvky jsou na určitých místech struktury.

Například CO , NO+
a N.
2
jsou izoelektronické, zatímco CH
3
COCH
3
a CH
3
N
= NCH
3
nejsou.

Tato definice se někdy nazývá valenční izoelektronicita . Definice někdy nemusí být tak přísné, někdy vyžadují identitu celkového počtu elektronů a s ní i celou elektronickou konfiguraci . Obvykle jsou definice širší a mohou se rozšířit tak, aby umožňovaly různý počet atomů v porovnávaném druhu .

Důležitost konceptu spočívá v identifikaci významně příbuzných druhů, jako párů nebo sérií. Lze očekávat, že izoelektronické druhy budou vykazovat užitečnou konzistenci a předvídatelnost ve svých vlastnostech, takže identifikace sloučeniny jako isoelektronické s jednou již charakterizovanou nabízí vodítka k možným vlastnostem a reakcím (Rozdíly ve vlastnostech, jako je elektronegativita atomů u izolelektronických druhů, mohou ovlivnit reaktivitu.)

V kvantové mechaniky , vodík, jako atomy jsou ionty s pouze jeden elektron, jako je Li2+
. Tyto ionty by byly popsány jako izoelektronické s vodíkem .

Příklady

Tři isoelektronické aminokyseliny
Dimethylether
Azomethan
Obě molekuly mají stejnou konfiguraci elektronů, ale kvůli dvojné vazbě a extra atomu v azomethanu nejsou izoelektronické

N atom a O+
ionty jsou izoelektronické, protože každý má pět valenčních elektronů , nebo přesněji elektronickou konfiguraci [He] 2s 2 2p 3 .

Podobně kationty K+
, Ca2+
a Sc3+
a anionty Cl-
, S2−
a P3−
jsou všechny izoelektronické s atomem Ar .

CO , CN-
, N.
2
, a NE+
jsou izoelektronické, protože každý má dva atomy trojitě spojené dohromady a vzhledem k náboji mají analogické elektronické konfigurace ( N-
je v elektronické konfiguraci identický s O, takže CO je elektronicky identický s CN-
).

Molekulární orbitální diagramy nejlépe ilustrují isoelektronicitu v diatomických molekulách a ukazují, jak mísení atomových orbitálů v izoelektronických druzích vede ke shodné orbitální kombinaci, a tedy také k vazbě.

Složitější molekuly mohou být také polyatomické. Například aminokyseliny serin , cystein a selenocystein jsou navzájem izoelektronické. Liší se tím, jaký specifický chalkogen je přítomen na jednom místě v postranním řetězci.

CH
3
COCH
3
( aceton ) a CH
3
N.
2
CH
3
( azomethan ) nejsou izoelektronické. Mají stejný počet elektronů, ale nemají stejnou strukturu.

Viz také

Reference