자연 결합 궤도

Natural bond orbital

양자 화학에서 자연 결합 궤도 또는 NBO는 최대 전자 밀도의 계산된 결합 궤도다. NBO는 "자연 원자 궤도"(NAO), "자연 복합 궤도"(NHO), "자연 본딩 궤도"(NBO), "자연 (반) 국부화된 분자 궤도"(NLMO)를 포함하는 일련의 자연 국부 궤도 세트 중 하나이다. 이러한 자연 지역화된 집합은 기본 원자 궤도(AO)와 분자 궤도(MO) 사이의 중간이다.

원자 궤도 → NAO → NHO → NBO → NLMO → 분자 궤도

자연적(국지화된) 궤도는 원자의 전자 밀도 분포와 원자 사이의 결합을 계산하기 위해 계산 화학에 사용된다. 그들은 분자의 지역화된 1-중앙과 2-중앙 영역에서 "최대 점용 특성"을 가지고 있다. 자연 결합 궤도(NBO)는 전자 밀도의 가능한 가장 높은 비율을 포함하며, 이상적으로는 2,000에 가까우며, ψ의 가장 정확한 "자연 루이스 구조"를 제공한다. 흔히 흔한 유기 분자의 99% 이하인 전자 밀도(%)가 높은 것은L 정확한 자연 루이스 구조와 일치한다.

자연궤도의 개념은 N 전자파 기능에 내재된 정형외과적 1전자 함수의 고유한 집합을 설명하기 위해 1955년 페르-올로프 뢰브딘에 의해 처음 도입되었다.[1]

이론

각 본딩 NBO σAB(공여자)은 원자 A와 B에 대해 두 개의 방향 발란스 하이브리드(NHO) hA, h 단위로B 작성할 수 있으며, 해당 편극 계수A c, cB:

σAB = cA hΑ + cB hB

결합은 공밸런트A(cB = c) 한계에서 이온(cA > cB) 한계까지 매끄럽게 변화한다.

각 발란스 본딩 NBO σ은 발란스 공간의 간격을 완료하기 위해 해당 발란스 항균 NBO σ*(수용자)와 쌍을 이루어야 한다.

σAB* = cA hΑ − cB hB

본딩 NBO는 "Lewis 궤도" 유형(2에 가까운 점유 번호)이고, NBO를 방지하는 것은 "Non-Lewis 궤도" 유형(0에 가까운 점유 번호)이다. 이상화된 루이스 구조에서는 완전한 루이스 궤도(2개의 전자)가 공식적으로 비어 있는 비 르위스 궤도(non-lewis 궤도)로 보완된다. 용맹 항균 신호의 취약성은 이상화된 국부적 루이스 구조에서 돌이킬 수 없는 이탈로 진정한 "질병화 효과"[1]를 의미한다.

루이스 구조물

아미드의 공명 구조

NBO를 계산할 수 있는 컴퓨터 프로그램으로 최적의 루이스 구조물을 찾을 수 있다. 최적의 루이스 구조는 루이스 궤도(Lewis charge)에서 전자 전하량이 최대인 구조로 정의할 수 있다. 루이스 궤도상에서 적은 양의 전자 전하가 전자 소산화의 강한 효과를 나타낸다.

공명 구조물에는 크고 작은 기여 구조물이 존재할 수 있다. 예를 들어, 아미드의 경우 NBO 계산에 따르면 카보닐 이중 결합을 가진 구조가 루이스 구조물이 지배적이다. 그러나 NBO 계산에서는 공진 구조물에 결합-극성 효과가 포함되기 때문에 "공진-이온 공진"이 필요하지 않다.[2] 이것은 다른 현대의 용맹 결합 이론 방법과 유사하다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b Weinhold, Frank; Landis, Clark R. (2001). "Natural Bond Orbitals and Extensions of Localized Bonding Concepts" (PDF). Chemistry Education Research and Practice. 2 (2): 91–104. doi:10.1039/B1RP90011K.
  2. ^ Weinhold, Frank; Landis, Clark R. (2012). Discovering Chemistry With Natural Bond Orbitals. New Jersey: John Wiley & Sons. pp. 132–133. ISBN 978-1-118-22916-3.

외부 링크