Izoelektronika - Isoelectronicity
Izoelektronika to zjawisko obserwowane, gdy dwie lub więcej cząsteczek ma taką samą strukturę (pozycje i połączenia między atomami ) i takie same konfiguracje elektronowe , ale różnią się tym, jakie konkretne pierwiastki znajdują się w określonych miejscach struktury.
Na przykład CO , NO+
, oraz N
2są izoelektroniczne, natomiast CH
3COCH
3i CH
3N = NCH
3 nie są.
Ta definicja jest czasami nazywana izoelektroniką walencyjną . Definicje mogą czasami nie być tak ścisłe, czasami wymagają identyfikacji całkowitej liczby elektronów, a wraz z nią całej konfiguracji elektronowej . Częściej definicje są szersze i mogą obejmować różne liczby atomów w porównywanych gatunkach .
Znaczenie tej koncepcji polega na identyfikacji istotnie spokrewnionych gatunków, jako par lub serii. Można oczekiwać, że gatunki izoelektroniczne wykażą użyteczną spójność i przewidywalność w swoich właściwościach, więc zidentyfikowanie związku jako izoelektronicznego z jednym już scharakteryzowanym dostarcza wskazówek dotyczących możliwych właściwości i reakcji (różnice we właściwościach, takich jak elektroujemność atomów w postaciach izoelektronicznych, mogą wpływać na reaktywność).
W mechanice kwantowej , wodór jak atomy są jony tylko z jednym elektrony, taką jak Li2+
. Jony te zostałyby opisane jako izoelektroniczne z wodorem .
Przykłady
N atom, jak i O+
Jony są izoelektroniczne, ponieważ każdy ma pięć elektronów walencyjnych , a dokładniej konfigurację elektronową [He] 2s 2 2p 3 .
Podobnie kationy K+
, Ca2+
i Sc3+
i aniony Cl−
, S2-
, i P3-
wszystkie są izoelektroniczne z atomem Ar .
CO , CN−
, N
2i NIE+
są izoelektroniczne, ponieważ każdy ma dwa potrójnie związane atomy, a ze względu na ładunek mają analogiczne konfiguracje elektronowe ( N−
jest identyczny w konfiguracji elektronicznej z O, więc CO jest identyczny elektronicznie z CN−
).
Diagramy orbitali molekularnych najlepiej ilustrują izoelektroniczność w cząsteczkach dwuatomowych, pokazując, jak mieszanie orbity atomowej w formach izoelektronicznych skutkuje identyczną kombinacją orbitali, a zatem także wiązaniem.
Bardziej złożone cząsteczki mogą być również wieloatomowe. Na przykład aminokwasy seryna , cysteina i selenocysteina są względem siebie izoelektroniczne. Różnią się one tym, który konkretny chalkogen jest obecny w jednym miejscu w łańcuchu bocznym.
CH
3COCH
3( aceton ) i CH
3n
2CH
3( azometan ) nie są izoelektroniczne. Mają taką samą liczbę elektronów, ale nie mają tej samej struktury.