Izoelektronicita

Oxid uhoľnatý a nitrozónium sú izoelektronické.

Izoelektronicita je fenomén pozorovaný u dvoch alebo viacerých molekúl, ktoré majú rovnakú štruktúru (pozície atómov a väzby medzi nimi) a rovnakú elektrónovú konfiguráciu, ale líšia sa vzájomnou polohou prvkov v danej štruktúre. Štruktúry, ktoré spĺňajú tento popis, sú navzájom izoelektronické.

Napríklad CO, NO⁺ a N₂ sú izoelektronické, ale CH₃COCH₃ a CH₃N=NCH₃ nie sú.

Táto definícia sa občas nazýva valenčná izoelektronicita. Niekedy sú definíce striktnejšie a vyžadujú zhodný celkový počet elektrónov a s ním celkovú elektronickú konfiguráciu. Častejšie sú však definície menej striktné a povoľujú i rôzne počty atómov v jednotlivých porovnávaných látkach.

Dôležitosť tohto konceptu spočíva v identifikácii významne príbuzných látok, napríklad párov alebo skupín. Očakáva sa, že izoelektronické látky budú vykazovať užitočnú konzistenciu a predikovateľnosť ich vlastností, takže identifikácia zlúčeniny ako izoelektronickej s inou, ktorá už bola chatakterizovaná, naznačuje jej možné vlastnosti a reaktivitu. Reaktivita však môže byť ovplyvnená rozdielmi vo vlastnostiach ako sú elektronegativita atómov.

V kvantovej mechanike sa ako atómy typu vodíka označujú ióny, ktoré majú len jeden elektrón, napríklad Li²⁺. Tieto ióny sa potom dajú označiť ako izoelektronické s vodíkom.

Príklady

Serín	Cysteín	Selenocysteín
Tri izoelektronické aminokyseliny

Atóm N a katión O⁺ sú izoelektronické, pretože oba majú päť valenčných elektrónov, alebo presnejšie, majú elektrónovú konfiguráciu [He] 2s² 2p³. Podobne sú katióny K⁺, Ca²⁺ a Sc³⁺ a anióny Cl^-, S^2- a P^3- izoelektronické s atómom Ar.

CO, CN^-, N₂ a NO⁺ sú izoelektronické, pretože každá štruktúra má dva atómy viazané trojitou väzbou a kvôli náboju sú analogické v elektrónových konfiguráciách (elektrónová konfigurácia N^- je identická s O, takže CO je elektronický s CN^-).

Diagramy molekulárnych orbitálov najlepšie ilustrujú izoelektronicity dvojatómových molekúl, pretože zobrazujú miešanie atómových orbitálov izoelektronických látok, z ktorých vznikajú identické orbitálové kombinácie a teda i väzby.

Komplexnejšie molekuly môžu byť polyatomické. Aminokyseliny serín, cysteín a selenocysteín sú takisto navzájom izoelektronické (konkrétne valenčne izoelektornické). Líšia sa konkrétnym chalkogénom prítomným na konkrétnom mieste v bočnom reťazci.

Acetón	Azometán
Tieto molekuly nie sú izoelektronické napriek tomu, že majú rovnakú elektrónovú konfiguráciu, pretože majú rôzne štruktúry.

Acetón CH₃COCH₃ a azometán CH₃N₂CH₃ však nie sú izoelektronické. Majú rovnaký počet elektrónov, ale nemajú rovnakú štruktúru.

Zdroj

Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Isoelectronicity na anglickej Wikipédii.