Polyhedral skeletal electron pair theory
রসায়নে পলিহেড্রাল স্কেলেটাল ইলেক্ট্রন পেয়ার থিওরি (পি. এস. ই. পি. টি) বোরেন এবং কার্বোরেন ক্লাস্টারের মতো ক্লাস্টারের কাঠামোর পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য ইলেক্ট্রন গণনার নিয়ম সরবরাহ করে। ইলেক্ট্রন গণনার নিয়মগুলি মূলত কেনেথ ওয়েড দ্বারা প্রণয়ন করা হয়েছিল এবং মাইকেল মিঙ্গোস সহ অন্যান্যরা আরও উন্নত করেছিলেন; এগুলি কখনও কখনও ওয়েডের নিয়ম বা ওয়েড-মিঙ্গোস নিয়ম হিসাবে পরিচিত। নিয়মগুলি বন্ধনের একটি আণবিক কক্ষীয় চিকিত্সার উপর ভিত্তি করে। এই নিয়মগুলি জেমিস এমএনও নিয়মের আকারে প্রসারিত এবং একীভূত করা হয়েছে। গুচ্ছ যৌগের কাঠামোর পূর্বাভাস প্রতি শীর্ষে ইলেকট্রনের সংখ্যার উপর নির্ভর করে বিভিন্ন নিয়ম (4n, 5n, বা 6n) প্রয়োগ করা হয়। 4n নিয়মগুলি প্রতি শীর্ষে প্রায় 4টি ইলেকট্রনযুক্ত ক্লাস্টারের কাঠামোর পূর্বাভাস দেওয়ার ক্ষেত্রে যুক্তিসঙ্গতভাবে সঠিক, যেমন অনেক বোরেন এবং কার্বোরেনগুলির ক্ষেত্রে হয়। এই ধরনের গুচ্ছগুলির জন্য, কাঠামোগুলি ডেল্টাহেড্রা ভিত্তিক, যা পলিহেড্রা যেখানে প্রতিটি মুখ ত্রিভুজাকার। 4n ক্লাস্টারগুলিকে ক্লোজো-, নিডো-, আরাকনো-বা হাইফো-হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, তারা একটি সম্পূর্ণ (ক্লোজো-) ডেল্টা-হেড্রন বা একটি ডেল্টা-হেড্রন প্রতিনিধিত্ব করে কিনা তার উপর ভিত্তি করে যা একটি (নিডো-), দুটি (আরাকনো-) বা তিনটি (হাইফো-) শীর্ষস্থান অনুপস্থিত। যাইহোক, হাইফো ক্লাস্টারগুলি তুলনামূলকভাবে অস্বাভাবিক কারণ ইলেক্ট্রন গণনা অ্যান্টিবন্ডিং অরবিটালগুলি পূরণ করতে এবং 4n কাঠামোকে অস্থিতিশীল করতে যথেষ্ট বেশি। যদি ইলেকট্রন গণনা প্রতি শীর্ষে 5 ইলেকট্রনের কাছাকাছি হয়, তবে কাঠামোটি প্রায়শই 5n নিয়ম দ্বারা পরিচালিত একটিতে পরিবর্তিত হয়, যা 3-সংযুক্ত পলিহেড্রার উপর ভিত্তি করে। ইলেক্ট্রন গণনা আরও বাড়ার সাথে সাথে 5n ইলেক্ট্রন গণনা সহ ক্লাস্টারের কাঠামো অস্থির হয়ে যায়, তাই 6n নিয়মগুলি প্রয়োগ করা যেতে পারে। 6n গুচ্ছগুলির কাঠামো রয়েছে যা বলয়ের উপর ভিত্তি করে তৈরি। 4n, 5n এবং 6n ধরনের ক্লাস্টার যৌগের বন্ধনকে যুক্তিসঙ্গত করার জন্য একটি আণবিক অরবিটাল ট্রিটমেন্ট ব্যবহার করা যেতে পারে। 4n নিয়ম নিম্নলিখিত পলিহেড্রা ক্লোজো পলিহেড্রা, এবং 4n নিয়মের ভিত্তি; এগুলির প্রত্যেকটির ত্রিভুজাকার মুখ রয়েছে। গুচ্ছের শীর্ষগুলির সংখ্যা নির্ধারণ করে যে কাঠামোটি কোন পলিহেড্রনের উপর ভিত্তি করে। ইলেক্ট্রন গণনা ব্যবহার করে, পূর্বাভাসকৃত কাঠামো খুঁজে পাওয়া যায়। n হল গুচ্ছের শীর্ষগুলির সংখ্যা। 4n নিয়মগুলি নিম্নলিখিত সারণিতে গণনা করা হয়েছে। প্রতিটি গুচ্ছের জন্য ইলেকট্রন গণনা করার সময়, ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের সংখ্যা গণনা করা হয়। উপস্থিত প্রতিটি রূপান্তর ধাতুর জন্য, মোট ইলেকট্রন গণনা থেকে 10টি ইলেকট্রন বিয়োগ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, Rh6 (CO) 16-এ মোট ইলেকট্রনের সংখ্যা হবে = = 26। অতএব, ক্লাস্টারটি একটি ক্লোজো পলিহেড্রন কারণ, সঙ্গে। গুচ্ছগুলির কাঠামোর পূর্বাভাস দেওয়ার সময় অন্যান্য নিয়মগুলি বিবেচনা করা যেতে পারেঃ বেশিরভাগ রূপান্তর ধাতু সমন্বিত গুচ্ছগুলির জন্য, উপস্থিত যে কোনও প্রধান গোষ্ঠীর উপাদানগুলি প্রায়শই শীর্ষস্থানের পরিবর্তে লিগ্যান্ড বা ইন্টারস্টিশিয়াল পরমাণু হিসাবে গণনা করা হয়। বড় এবং আরও বৈদ্যুতিন ধনাত্মক পরমাণুগুলি উচ্চ সংযোগের শীর্ষগুলি দখল করে এবং আরও ছোট বৈদ্যুতিন ঋণাত্মক পরমাণুগুলি নিম্ন সংযোগের শীর্ষগুলি দখল করে। বোরন হাইড্রাইড ক্লাস্টারের বিশেষ ক্ষেত্রে, 3 বা ততোধিক শীর্ষে সংযুক্ত প্রতিটি বোরন পরমাণুর একটি টার্মিনাল হাইড্রাইড থাকে, অন্যদিকে দুটি শীর্ষে সংযুক্ত একটি বোরন পরমাণুর দুটি টার্মিনাল হাইড্রোজেন পরমাণু থাকে। যদি আরও হাইড্রোজেন পরমাণু উপস্থিত থাকে, তবে শীর্ষগুলির সমন্বয় সংখ্যা সমান করার জন্য এগুলি খোলা মুখের অবস্থানে স্থাপন করা হয়। রূপান্তর ধাতব গুচ্ছগুলির বিশেষ ক্ষেত্রে, ধাতুগুলিকে যুক্তিসঙ্গত সমন্বয় সংখ্যা দেওয়ার জন্য ধাতব কেন্দ্রগুলিতে লিগ্যান্ডগুলি যুক্ত করা হয় এবং যদি কোনও হাইড্রোজেন পরমাণু উপস্থিত থাকে তবে সেগুলি শীর্ষগুলির সমন্বয় সংখ্যা সমান করার জন্য ব্রিজিং অবস্থানে স্থাপন করা হয়। সাধারণভাবে, এন শীর্ষযুক্ত ক্লোজো কাঠামো হল এন-ভার্টেক্স পলিহেড্রা। একটি নিডো ক্লাস্টারের কাঠামোর পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য, এন + 1 শীর্ষ সহ ক্লোজো ক্লাস্টারটি একটি সূচনা বিন্দু হিসাবে ব্যবহৃত হয়; যদি ক্লাস্টারটি ছোট পরমাণু দ্বারা গঠিত হয় তবে একটি উচ্চ সংযোগ শীর্ষ অপসারণ করা হয়, যখন ক্লাস্টারটি বড় পরমাণু দ্বারা গঠিত হয় তবে একটি নিম্ন সংযোগ শীর্ষ অপসারণ করা হয়। একটি আরাকনো ক্লাস্টারের কাঠামোর পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য, n + 2 শীর্ষযুক্ত ক্লোজো পলিহেড্রনকে প্রারম্ভিক বিন্দু হিসাবে ব্যবহার করা হয় এবং উপরের নিয়মটি অনুসরণ করে n + 1 শীর্ষ নিডো কমপ্লেক্স তৈরি করা হয়; যদি ক্লাস্টারটি বেশিরভাগ ছোট পরমাণু দ্বারা গঠিত হয় তবে প্রথমটির সংলগ্ন দ্বিতীয় শীর্ষটি সরানো হয়, যদি ক্লাস্টারটি বেশিরভাগ বড় পরমাণু দ্বারা গঠিত হয় তবে প্রথমটির সংলগ্ন নয় এমন দ্বিতীয় শীর্ষটি সরানো হয়। উদাহরণস্বরূপঃ ইলেকট্রন গণনাঃ 10 × Pb + 2 (ঋণাত্মক চার্জের জন্য) = 10 × 4 + 2 = 42 ইলেকট্রন। যেহেতু n = 10,4n + 2 = 42, তাই ক্লাস্টারটি একটি ক্লোজো বাইকেপড বর্গ অ্যান্টিপ্রিজম। উদাহরণস্বরূপঃ ইলেকট্রন গণনাঃ 4 × এস-2 (ধনাত্মক আধানের জন্য) = 4 × 6-2 = 22 ইলেকট্রন। যেহেতু n = 4,4n + 6 = 22, তাই গুচ্ছটি আরাকনো। একটি অক্টা-হেড্রন থেকে শুরু করে, উচ্চ সংযোগের একটি শীর্ষ অপসারণ করা হয় এবং তারপরে একটি অ-সংলগ্ন শীর্ষ অপসারণ করা হয়। উদাহরণস্বরূপঃ os6 (CO) 18 ইলেকট্রন গণনাঃ 6 × os + 18 × CO-60 (6 অসমিয়াম পরমাণুর জন্য) = 6 × 8 + 18 × 2-60 = 24 যেহেতু n = 6,4n = 24, তাই গুচ্ছটি বন্ধ করে দেওয়া হয়। একটি ত্রিভুজাকার দ্বিপিরামিদ থেকে শুরু করে, একটি মুখ আবৃত করা হয়। স্বচ্ছতার জন্য কার্বনিলগুলি বাদ দেওয়া হয়েছে। উদাহরণস্বরূপঃ ইলেকট্রন গণনাঃ 5 × B + 5 × H + 4 (ঋণাত্মক আধানের জন্য) = 5 × 3 + 5 × 1 + 4 = 24 যেহেতু n = 5,4n + 4 = 24, তাই গুচ্ছটি হল নিডো। একটি অষ্টতলিকা থেকে শুরু করে, একটি শীর্ষস্থান সরানো হয়। নিয়মগুলি কার্বোরেনগুলির কাঠামোর পূর্বাভাস দেওয়ার ক্ষেত্রেও কার্যকর। উদাহরণস্বরূপঃ C2B7H13 ইলেকট্রন গণনা = 2 × C + 7 × B + 13 × H = 2 × 4 + 7 × 3 + 13 × 1 = 42 যেহেতু এই ক্ষেত্রে n হল 9,4n + 6 = 42, ক্লাস্টারটি আরাকনো। ডেল্টা-হেড্রাল ক্লাস্টারের হিসাবরক্ষণ কখনও কখনও মোট ইলেকট্রনের সংখ্যার পরিবর্তে কঙ্কালের ইলেকট্রন গণনা করে করা হয়। চার ধরনের ডেল্টা হেড্রাল ক্লাস্টারের জন্য কঙ্কাল অরবিটাল (ইলেক্ট্রন জোড়া) এবং কঙ্কাল ইলেক্ট্রন গণনা করা হয়ঃ এন-ভার্টেক্স ক্লোজোঃ এন + 1 কঙ্কাল অরবিটাল, 2এন + 2 কঙ্কাল ইলেকট্রন এন-ভার্টেক্স নিডোঃ এন + 2 কঙ্কাল অরবিটাল, 2এন + 4 কঙ্কাল ইলেকট্রন এন-ভার্টেক্স আরাকনোঃ এন + 3 কঙ্কাল অরবিটাল, 2এন + 6 কঙ্কাল ইলেকট্রন এন-ভার্টেক্স হাইফোঃ এন + 4 কঙ্কাল অরবিটাল, 2এন + 8 কঙ্কাল ইলেকট্রন কঙ্কাল ইলেক্ট্রন গণনা নিম্নলিখিত ইলেকট্রনগুলির মোট সংখ্যার যোগফল দ্বারা নির্ধারিত হয়ঃ প্রতিটি বিএইচ ইউনিট থেকে 2 প্রতিটি সিএইচ ইউনিট থেকে 1 প্রতি শীর্ষে যত বেশি ইলেকট্রন যুক্ত হয়, প্রতি শীর্ষে ইলেকট্রনের সংখ্যা 5-এর কাছাকাছি হয়। ব-দ্বীপের উপর ভিত্তি করে কাঠামো গ্রহণ করার পরিবর্তে, 5এন-ধরনের গুচ্ছগুলিতে 3-সংযুক্ত পলিহেড্রা নামে পরিচিত পলিহেড্রা-র একটি ভিন্ন সিরিজের উপর ভিত্তি করে কাঠামো রয়েছে, যেখানে প্রতিটি শীর্ষ অন্য 3টি শীর্ষের সাথে সংযুক্ত থাকে। 3-সংযুক্ত পলিহেড্রা হল ব-দ্বীপের দ্বৈত। 3-সংযুক্ত পলিহেড্রার সাধারণ প্রকারগুলি নীচে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে। 5n নিয়মগুলি নিম্নরূপ। উদাহরণস্বরূপঃ পি4 ইলেকট্রন গণনাঃ 4 × পি = 4 × 5 = 20 এটি একটি 5এন কাঠামো যার এন = 4, তাই এটি টেট্রাহেড্রাল উদাহরণস্বরূপঃ পি4এস3 ইলেক্ট্রন গণনা 4 × পি + 3 × এস = 4 × 5 + 3 × 6 = 38 এটি একটি 5এন + 3 কাঠামো যার এন = 7। তিনটি শীর্ষ প্রান্তের মধ্যে ঢোকানো হয়েছে উদাহরণস্বরূপঃ পি4ও6 ইলেকট্রন গণনা 4 × পি + 6 × ও = 4 × 5 + 6 × 6 = 56 এটি একটি 5এন + 6 কাঠামো যার এন = 10। 6n নিয়মাবলীর প্রান্তে ছয়টি শীর্ষ সন্নিবেশিত করা হয় যেহেতু একটি 5n ক্লাস্টারে আরও বেশি ইলেকট্রন যোগ করা হয়, প্রতি শীর্ষে ইলেকট্রনের সংখ্যা 6-এর কাছাকাছি পৌঁছায়। 4n বা 5n নিয়মের উপর ভিত্তি করে কাঠামো গ্রহণের পরিবর্তে, ক্লাস্টারগুলিতে 6n নিয়ম দ্বারা পরিচালিত কাঠামো থাকে, যা বলয়ের উপর ভিত্তি করে। 6n কাঠামোর নিয়মগুলি নিম্নরূপ। উদাহরণস্বরূপঃ এস8 ইলেকট্রন গণনা = 8 × এস = 8 × 6 = 48 ইলেকট্রন। যেহেতু n = 8,6n = 48, তাই গুচ্ছটি একটি 8-সদস্যের বলয়। হেক্সেন (C6H14) ইলেকট্রন গণনা = 6 ×C + 14 ×H = 6 ×4 + 14 ×1 = 38 যেহেতু n = 6,6n = 36 এবং 6n + 2 = 38, তাই গুচ্ছটি একটি 6-সদস্যযুক্ত শৃঙ্খল। যদি একটি ভার্টেক্স ইউনিট বিএইচ-এর সাথে আইসোবল হয় তবে এটি নীতিগতভাবে কমপক্ষে একটি বিএইচ ইউনিটের জন্য প্রতিস্থাপিত হতে পারে, যদিও বিএইচ এবং সিএইচ আইসোইলেক্ট্রনিক নয়। সিএইচ + এককটি আইসোলেবল, তাই নিয়মগুলি কার্বোরেনের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। ফ্রন্টিয়ার অরবিটাল ট্রিটমেন্টের কারণে এটি ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। উপরন্তু আইসোলোবল ট্রানজিশন-মেটাল ইউনিট রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, ফে (সিও) 3 2টি ইলেকট্রন প্রদান করে। এর ব্যুৎপত্তি সংক্ষেপে নিম্নরূপঃ ফে-এর 8টি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন রয়েছে। অভ্যন্তরীণ σ-এবং π-বন্ধনের পরে প্রতিটি কার্বনিল গ্রুপ একটি নেট 2 ইলেক্ট্রন দাতা যা 14 টি ইলেক্ট্রন তৈরি করে। 3 জোড়া ফে-সিও-সিএস-বন্ধনে জড়িত বলে মনে করা হয় এবং 3 জোড়া ফে থেকে সিও-তে 14 থেকে 2 হ্রাস করে π-ব্যাকবন্ডিংয়ে জড়িত। ক্লাস্টার যৌগগুলির মধ্যে ঘনিষ্ঠ বন্ধন-বোরন পরমাণুগুলি অক্টেহেড্রনের প্রতিটি শীর্ষে থাকে এবং এস. পি সংকরিত হয়। একটি এস. পি-সংকর কাঠামো থেকে দূরে বিকিরণ করে হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে বন্ধন তৈরি করে। অন্য এস. পি-সংকরটি কাঠামোর কেন্দ্রে বিকিরণ করে ক্লাস্টারের কেন্দ্রে একটি বড় বন্ধন আণবিক কক্ষপথ গঠন করে। অবশিষ্ট দুটি অনিয়ন্ত্রিত অরবিটাল গোলকের স্পর্শক বরাবর অবস্থিত যেমন বোরন শীর্ষগুলির মধ্যে আরও বন্ধন এবং অ্যান্টিবন্ডিং অরবিটাল তৈরি করে। অরবিটাল রেখাচিত্রটি নিম্নরূপ ভেঙে যায়ঃ 18টি বোরন পারমাণবিক অরবিটাল থেকে প্রাপ্ত 18টি কাঠামো আণবিক অরবিটাল, (এম. ও.) হলঃ ক্লাস্টারের কেন্দ্রে 1টি বন্ধন এম. ও এবং 6টি এস. পি-রেডিয়াল হাইব্রিড অরবিটাল থেকে 5টি অ্যান্টিবন্ডিং এম. ও. 6টি বন্ধন এম. ও এবং 12টি স্পর্শক পি-অরবিটাল থেকে 6টি অ্যান্টিবন্ডিং এম. ও। মোট কঙ্কালের বন্ধন অরবিটালগুলি তাই 7, অর্থাৎ। । ট্রানজিশন মেটাল ক্লাস্টার ট্রানজিশন মেটাল ক্লাস্টারগুলি বন্ধনের জন্য ডি অরবিটাল ব্যবহার করে। সুতরাং, বোরন এবং প্রধান গ্রুপ ক্লাস্টারে উপস্থিত কেবল চারটি কক্ষপথের পরিবর্তে তাদের নয়টি পর্যন্ত বন্ধন কক্ষপথ রয়েছে। পি. এস. ই. পি. টি আন্তঃস্থায়ী পরমাণু সহ মেটালাবোরেন ক্লাস্টারগুলির ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য তাদের বড় ব্যাসার্ধের কারণে, রূপান্তর ধাতুগুলি সাধারণত প্রধান গোষ্ঠী উপাদানগুলির চেয়ে বড় ক্লাস্টার গঠন করে। তাদের বর্ধিত আকারের একটি ফলস্বরূপ, এই গুচ্ছগুলি প্রায়শই তাদের কেন্দ্রে পরমাণু ধারণ করে। একটি বিশিষ্ট উদাহরণ হল [ফে6সি (সিও) 16] 2-। এই ধরনের ক্ষেত্রে, ইলেক্ট্রন গণনার নিয়মগুলি ধরে নেয় যে অন্তর্বর্তী পরমাণু ক্লাস্টার বন্ধনে সমস্ত ভ্যালেন্স ইলেকট্রন অবদান রাখে। এইভাবে, [ফে6সি (সিও) 16] 2-হল [ফে6 (সিও) 16] 6-বা [ফে6 (সিও) 18] 2-এর সমতুল্য। তথ্যসূত্র সাধারণ উল্লেখ রাসায়নিক বন্ধন অজৈব রসায়ন জৈব-ধাতব রসায়ন গুচ্ছ রসায়ন