Isoelektronik - Isoelectronicity

Kohlenmonoxid
Nitrosonium-Ionen
Kohlenmonoxid und Nitrosonium sind isoelektronisch

Isoelektronik ist ein Phänomen, das beobachtet wird, wenn zwei oder mehr Moleküle die gleiche Struktur (Positionen und Verbindungen zwischen den Atomen ) und die gleichen elektronischen Konfigurationen aufweisen , sich jedoch dadurch unterscheiden, welche spezifischen Elemente sich an bestimmten Stellen in der Struktur befinden.

Zum Beispiel CO , NO+
, und N
2
isoelektronisch sind, während CH
3
COCH
3
und CH
3
N
= NCH
3
sind nicht.

Diese Definition wird manchmal als Valenzisoelektronik bezeichnet . Definitionen können manchmal nicht so streng sein, manchmal Identität der erfordern Gesamtelektronenzahl und damit die gesamten elektronischen Konfiguration . Üblicherweise sind die Definitionen breiter und können sich darauf erstrecken, eine unterschiedliche Anzahl von Atomen in der zu vergleichenden Spezies zuzulassen .

Die Bedeutung des Konzepts liegt darin, signifikant verwandte Arten als Paare oder Serien zu identifizieren. Von isoelektronischen Spezies kann erwartet werden, dass sie eine nützliche Konsistenz und Vorhersagbarkeit in ihren Eigenschaften aufweisen, so dass die Identifizierung einer Verbindung als isoelektronisch mit einer bereits charakterisierten Verbindung Hinweise auf mögliche Eigenschaften und Reaktionen bietet (Unterschiede in den Eigenschaften wie der Elektronegativität der Atome in isolelektronischen Spezies können die Reaktivität beeinflussen.)

In der Quantenmechanik , wasserstoffähnlichen Atome sind Ionen mit nur einem Elektron wie Li2+
. Diese Ionen würden als isoelektronisch mit Wasserstoff beschrieben .

Beispiele

Drei isoelektronische Aminosäuren
Dimethylether
Azomethan
Beide Moleküle haben die gleiche Elektronenkonfiguration, sind aber aufgrund der Doppelbindung und des zusätzlichen Atoms im Azomethan nicht isoelektronisch

Das N- Atom und das O+
-Ionen sind isoelektronisch, weil jedes fünf Valenzelektronen hat , genauer gesagt eine elektronische Konfiguration von [He] 2s 2 2p 3 .

Ebenso die Kationen K+
, Ca2+
, und Sc3+
und die Anionen Cl
, S2−
, und P3−
sind alle isoelektronisch mit dem Ar- Atom.

CO , CN
, N
2
, und NEIN+
sind isoelektronisch, weil jedes zwei dreifach miteinander verbundene Atome hat und aufgrund der Ladung analoge elektronische Konfigurationen ( N
ist in der elektronischen Konfiguration identisch mit O, also ist CO elektronisch identisch mit CN
).

Molekülorbitaldiagramme veranschaulichen am besten die Isoelektronik in zweiatomigen Molekülen und zeigen, wie die Vermischung von Atomorbitalen in isoelektronischen Spezies zu einer identischen Orbitalkombination und damit auch zu Bindungen führt.

Komplexere Moleküle können auch mehratomig sein. Zum Beispiel sind die Aminosäuren Serin , Cystein und Selenocystein alle isoelektronisch zueinander. Sie unterscheiden sich dadurch, welches spezifische Chalkogen an einer Stelle in der Seitenkette vorhanden ist.

CH
3
COCH
3
( Aceton ) und CH
3
n
2
CH
3
( Azomethan ) sind nicht isoelektronisch. Sie haben die gleiche Anzahl von Elektronen, aber sie haben nicht die gleiche Struktur.

Siehe auch

Verweise