原理(アイソローバルアナロジー
アイソローバル原理(アイソローバルアナロジーとしても知られている)は、有機金属化合物の結合特性を予測する方法です。有機金属化学では、無機分子断片に結合することができる有機リガンドの構造に関連しています。ロアルド・ホフマンは、分子断片をアイソロバ ルと表現しています。"もし、分子断片の数、対称性、辺境軌道の近似エネルギーと形状、およびそれらの中の電子の数が似ているならば、"同一ではないが、似ている"と。1つは、2つの分子断片が似たようなフロンティア軌道、最も高い占有分子軌道(HOMO)と最も低い未占有分子軌道(LUMO)を持っている場合、よりよく知られている断片のそれから、あまり知られていない断片の結合と反応性を予測することができます。アイソローバル化合物は、同じ数の価電子と構造を共有する等電子系化合物の類縁体である。イソロバル対が両頭の矢印で結ばれていて、その下の軌道が半分ずつになっているアイソロバル構造を図示したものが、図1にあります。
ホフマンは、アイソロバルアナロジーの研究により、1981年に福井健一と共同でノーベル化学賞を受賞した。ホフマンはノーベル賞の講演の中で、アイソロバルアナロジーは有用でありながら単純なモデルであると強調した。しかし、場合によっては失敗することもある。
図1 アイソローバルアナロジーの基本的な例。
質問と回答
Q:アイソローバル原理とは何ですか?
A:アイソローバル原理(アイソローバル・アナロジーとも呼ばれる)とは、有機金属化合物の結合特性を予測する方法の一つです。無機分子片に結合できる有機配位子の構造を、最高被占有分子軌道(HOMO)と最低非占有分子軌道(LUMO)の比較によって関連付けるものです。
Q:アイソローバル原理を提唱したのは誰ですか?
A:ロアルド・ホフマンが提唱しました。
Q:等電子化合物とどう関係するのか?
A:アイソローバル化合物は、価電子数と構造が同じであるアイソエレクトロニクス化合物の類似化合物です。
Q: ホフマンはこの概念の研究に対して何を受け取ったのですか?
A: ホフマンは、アイソローバル・アナロジーの研究により、1981年にノーベル化学賞を受賞し、福井謙一と共同受賞しています。
Q:ホフマンは、分子断片をどのように表現したのですか?
A: ホフマンは、「フロンティア軌道の数、対称性、近似エネルギー、形状、およびそこに含まれる電子の数が似ている場合」、分子断片を孤立型と表現しました。
Q:このモデルを使って、どのように結合や反応性を予測するのですか?
A: よく知られていない物質でも、フロンティア軌道が似ていれば、よく知られている物質と比較して結合性や反応性を予測できる。
Q:このモデルは常に正しく動作するのか?
A:いいえ、ある場合には失敗します。