Isoélectronique - Isoelectronicity

Monoxyde de carbone
Ion nitrosonium
Le monoxyde de carbone et le nitrosonium sont isoélectroniques

L'isoélectronique est un phénomène observé lorsque deux molécules ou plus ont la même structure (positions et connectivités entre les atomes ) et les mêmes configurations électroniques , mais diffèrent par les éléments spécifiques qui se trouvent à certains endroits de la structure.

Par exemple, CO , NON+
, et N
2
sont isoélectroniques, tandis que CH
3
COCH
3
et CH
3
N
= NCH
3
ne sont pas.

Cette définition est parfois appelée isoélectronique de valence . Les définitions peuvent parfois ne pas être aussi strictes, nécessitant parfois l'identité du nombre total d' électrons et avec lui l'ensemble de la configuration électronique . Plus généralement, les définitions sont plus larges et peuvent aller jusqu'à autoriser différents nombres d'atomes dans l' espèce comparée.

L'importance du concept réside dans l'identification d'espèces significativement apparentées, en paires ou en séries. On peut s'attendre à ce que les espèces isoélectroniques présentent une cohérence et une prévisibilité utiles dans leurs propriétés, donc l'identification d'un composé comme isoélectronique avec un déjà caractérisé offre des indices sur les propriétés et les réactions possibles (les différences de propriétés telles que l' électronégativité des atomes dans les espèces isoélectroniques peuvent affecter la réactivité.)

En mécanique quantique , les atomes de type hydrogène sont des ions avec un seul électron tel que Li2+
. Ces ions seraient décrits comme étant isoélectroniques avec l' hydrogène .

Exemples

Trois acides aminés isoélectroniques
Éther diméthylique
Azométhane
Les deux molécules ont la même configuration électronique, mais en raison de la double liaison et de l'atome supplémentaire dans l'azométhane, elles ne sont pas isoélectroniques

L' atome N et le O+
ion sont isoélectroniques car chacun a cinq électrons de valence , ou plus précisément une configuration électronique de [He] 2s 2 2p 3 .

De même, les cations K+
, Ca2+
, et Sc3+
et les anions Cl
, S2−
, et P3−
sont tous isoélectroniques avec l' atome d' Ar .

CO , CN
, N
2
, et NON+
sont isoélectroniques parce que chacun a deux atomes triplement liés ensemble, et en raison de la charge ont des configurations électroniques analogues ( N
est identique en configuration électronique à O donc CO est électroniquement identique à CN
).

Les diagrammes orbitaux moléculaires illustrent le mieux l'isoélectronique dans les molécules diatomiques, montrant comment le mélange orbital atomique dans les espèces isoélectroniques entraîne une combinaison orbitale identique, et donc également une liaison.

Des molécules plus complexes peuvent également être polyatomiques. Par exemple, les acides aminés sérine , cystéine et sélénocystéine sont tous isoélectroniques les uns par rapport aux autres. Ils diffèrent par le chalcogène spécifique présent à un endroit de la chaîne latérale.

CH
3
COCH
3
( acétone ) et CH
3
N
2
CH
3
( azométhane ) ne sont pas isoélectroniques. Ils ont le même nombre d'électrons mais ils n'ont pas la même structure.

Voir également

Les références