Question:
À quoi sert la théorie orbitale des liaisons naturelles?
Richard Terrett
2012-05-07 08:30:36 UTC
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Je crois comprendre que la méthodologie NBO transforme l'image orbitale moléculaire d'une molécule en une collection d'interactions par paires (orbitales de liaison). Ceci est évidemment pratique à des fins didactiques et de compréhension car il distille ce qui pourrait être une image de MO très complexe et non locale en lobes gérables conformes aux théories d'introduction de la liaison chimique (VB, hybridation orbitale) enseignées dans les cours de lycée et les premiers cours universitaires. .

La théorie orbitale des liaisons naturelles a-t-elle une utilité en dehors de ce rôle?

L'état 2pz (2p0) pour l'atome d'hydrogène est un véritable état stationnaire et peut rester pour toujours. Il n'y a absolument aucune contrainte en mécanique quantique qui stipule que l'atome d'hydrogène doit être symétrique. Si QTAIM n'est pas capable de le décrire correctement, est-ce le défaut de la mécanique quantique?
Trois réponses:
#1
+13
Aesin
2012-05-08 06:33:50 UTC
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Oui, avec une famille de méthodes connexes. Honnêtement, je ne comprends pas complètement la mécanique derrière cela, mais les orbitales obtenues avec la méthode NBO peuvent être utilisées pour un traitement appelé Natural Resonance Theory, qui vous donne une idée du type de composants de résonance de la structure de Lewis et en quoi pondérations, ainsi que des indices d'obligations et une mesure de la covalence.

Il existe trois articles des développeurs de la technique, couvrant la théorie, l'utilisation et quelques autres exemples. (Je commencerais probablement par le papier d'utilisation.)

De plus, avec NBO, il y a les orbitales naturelles atomiques qui sont souvent regroupées parce qu'elles sont également calculées par le programme NBO et l'analyse de la population naturelle pour laquelle vous pouvez utiliser les orbitales atomiques naturelles. Celles-ci vous donnent une idée du type de caractère orbital atomique qui contribue à vos orbitales moléculaires, ainsi que des charges atomiques et des spins nets.

#2
+9
Jiahao Chen
2012-05-11 03:26:40 UTC
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Toute la prémisse de la théorie NBO est de faire tourner les orbitales moléculaires canoniques en orbitales qui ont une signification chimique maximale, au sens défini dans les articles NBO. Je n'ai connaissance d'aucun objectif des NBO et de leurs charges naturelles correspondantes au-delà de l'interprétation.

#3
+5
Eric Brown
2013-05-04 23:51:30 UTC
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(Équité dans les rapports: je suis un partisan de la théorie quantique des atomes dans les molécules)

NBO est l'une des nombreuses tentatives d'appliquer des rotations parmi les orbitales moléculaires, chacune pouvant s'étendre sur l'ensemble molécule, (c'est-à-dire la fonction d'onde) de sorte qu'elles ressemblent au maximum à des orbitales atomiques localisées ou à des «orbitales atomiques hybrides». Ensuite, on pourra peut-être parler de «morceaux» d'une fonction d'onde d'état globale et établir des liens avec les descriptions historiques de la liaison.

Mais, tout le processus de localisation / transformation de la fonction d'onde est déroutant, car il laisse l'observable - la densité électronique - telle qu'elle était, du moins elle devrait.

Je crois que sa motivation est bien intentionnée. Cependant, Schroedinger lui-même a fortement mis en garde contre les tentatives d'analyser directement la fonction d'onde. Par exemple, puisque la fonction d'onde peut être complexe, que fait-on avec une fonction d'onde localisée qui a des composantes réelles et imaginaires? Pourquoi ne pas analyser directement la densité électronique (qui est réelle et observable)?

En réponse au partisan de QTAIM: QTAIM est une théorie bien définie dans le contexte de la physique quantique. Cependant, il ne répond pas aux axiomes essentiels de la chimie (voir ci-dessous). Alors pourquoi veut-on l'imposer aux interprétations chimiques? - Les volumes atomiques (et moléculaires) peuvent être obtenus de manière arbitraire dans QTAIM. Par exemple, le volume de l'atome d'hydrogène peut varier de presque zéro à l'infini, selon ce que nous aimons voir. - Il n'y a pas de lien entre la liaison chimique et QTAIM, car Bader définit un nouveau concept (atomes liés) qui n'est pas une liaison chimique. Donc, cela ne vaut pas la peine pour un chimiste. - QTAIM de
les indices de délocalisation utilisent des orbitales comme fonction d'onde contrairement à son affirmation, la densité électronique est à l'origine du monde! QTAIM est absolument incompatible avec les états excités. Il suffit d'analyser un atome d'hydrogène dans un état excité 2p0. Trois points critiques apparaissent, dont l'un est de rang deux. Quelle drôle de chimie se cache derrière! ET trop d'autres défauts ...
Votre fonction d'onde est erronée, elle n'est pas sphérique symétrique. Garbage in, garbage out.
Qu'est-ce qu'une liaison «chimique»?
Le volume atomique est défini avec précision dans QTAIM. C'est la zone contenue dans le bassin atomique, l'union de tous les chemins d'ascension les plus raides avec leur attracteur nucléaire


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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