Метод Гюккеля

Молекулярна орбітальна теорія Гюккеля

Метод молекулярних орбіталей лінійної комбінації атомних орбіталей (МО ЛКАО) – це теоретичний підхід до розрахунку енергетичних рівнів у молекулах, у якому молекулярні орбіталі (МО) виражаються як комбінації атомних орбіталей (АО).

Метод Гюккеля, або молекулярна орбітальна теорія Гюккеля – це спрощений варіант методу МО ЛКАО, який застосовується для визначення енергій π-орбіталей у делокалізованих π-системах, таких як етилен, бензен і бутадієн.

Еріх Гюккель запропонував цей метод у 1930 році як теоретичну основу для правила Гюккеля, яке стверджує, що плоскі, моноциклічні, делокалізовані π-системи з 4n+2 π-електронами (де n – ціле число) є ароматичними.

Розміри метода Гюккеля

Метод Гюккеля розраховує енергії π-орбіталей на основі наступних спрощень:

• Враховуються лише π-електрони і пренебрегається σ-електронами.
• Атомні π-орбіталі вважаються чистими p-орбіталями.
• Інтеграли перекривання між атомними p-орбіталями ігноруються.
• Кулонівські і резонансні інтеграли між атомними p-орбіталями вважаються рівними для всіх сусідніх атомів.

Розширення методу Гюккеля

Пізніше метод Гюккеля був розширений для включення гетероциклічних сполук, таких як піридин, пірол і фуран. Додаткове розширення, відоме як розширений метод Гюккеля (EHM), враховує σ-електрони, що робить його більш точним.

Простий метод Гюккеля (SHM)

Щоб уникнути плутанини, класичний метод Гюккеля тепер часто називають простим методом Гюккеля (SHM).

Використання методу Гюккеля

Метод Гюккеля використовується для розрахунку енергій π-орбіталей і передбачення ароматичності в π-системах. Його можна використовувати для:

• Визначення порядку зв'язків
• Оцінки резонансної стабілізації
• Передбачення хімічних реакцій
• Розуміння електронних властивостей π-систем

Метод Гюккеля – це наближений метод, який надає цінні insights в електронні властивості π-систем. Його простота робить його зручним інструментом для швидкого моделювання та отримання якісних результатів.

Часті запитання

• Що таке метод Гюккеля?
  Метод Гюккеля є спрощеним методом МО ЛКАО для розрахунку енергій π-орбіталей у делокалізованих π-системах.
• У чому різниця між методом Гюккеля та методом МО ЛКАО?
  Метод Гюккеля ігнорує σ-електрони і робить додаткові спрощення, щоб зробити розрахунки простішими.
• Як метод Гюккеля може бути використаний для передбачення ароматичності?
  Метод Гюккеля може бути використаний для розрахунку кількості π-електронів у циклічній системі, і якщо вона відповідає правилу Гюккеля (4n+2 π-електрони), то система є ароматичною.
• Які обмеження методу Гюккеля?
  Метод Гюккеля не враховує кореляцію електронів і не може точно передбачити абсолютні енергії.
• Які переваги методу Гюккеля?
  Метод Гюккеля є простим і швидким у використанні, і може дати якісні insights в електронні властивості π-систем.

Залишити коментар

Опубліковано Максим на 02 05 2024. Поданий під Вікі. Ви можете слідкувати за будь-якими відповідями через RSS 2.0. Ви можете подивитись до кінця і залишити відповідь.