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Concept
Natural bond orbital
Résumé
In quantum chemistry, a natural bond orbital or NBO is a calculated bonding orbital with maximum electron density. The NBOs are one of a sequence of natural localized orbital sets that include "natural atomic orbitals" (NAO), "natural hybrid orbitals" (NHO), "natural bonding orbitals" (NBO) and "natural (semi-)localized molecular orbitals" (NLMO). These natural localized sets are intermediate between basis atomic orbitals (AO) and molecular orbitals (MO):
Atomic orbital → NAO → NHO → NBO → NLMO → Molecular orbital
Natural (localized) orbitals are used in computational chemistry to calculate the distribution of electron density in atoms and in bonds between atoms. They have the "maximum-occupancy character" in localized 1-center and 2-center regions of the molecule. Natural bond orbitals (NBOs) include the highest possible percentage of the electron density, ideally close to 2.000, providing the most accurate possible “natural Lewis structure” of ψ. A high percentage of electron density (denoted %-ρL), often found to be >99% for common organic molecules, correspond with an accurate natural Lewis structure.
The concept of natural orbitals was first introduced by Per-Olov Löwdin in 1955, to describe the unique set of orthonormal 1-electron functions that are intrinsic to the N-electron wavefunction.
Each bonding NBO σAB (the donor) can be written in terms of two directed valence hybrids (NHOs) hA, hB on atoms A and B, with corresponding polarization coefficients cA, cB:
σAB = cA hΑ + cB hB
The bonds vary smoothly from covalent (cA = cB) to ionic (cA >> cB) limit.
Each valence bonding NBO σ must be paired with a corresponding valence antibonding NBO σ* (the acceptor) to complete the span of the valence space:
σAB* = cA hΑ − cB hB
The bonding NBOs are of the "Lewis orbital"-type (occupation numbers near 2); antibonding NBOs are of the "non-Lewis orbital"-type (occupation numbers near 0). In an idealized Lewis structure, full Lewis orbitals (two electrons) are complemented by formally empty non-Lewis orbitals.
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Concepts associés (3)
Natural bond orbital
In quantum chemistry, a natural bond orbital or NBO is a calculated bonding orbital with maximum electron density. The NBOs are one of a sequence of natural localized orbital sets that include "natural atomic orbitals" (NAO), "natural hybrid orbitals" (NHO), "natural bonding orbitals" (NBO) and "natural (semi-)localized molecular orbitals" (NLMO). These natural localized sets are intermediate between basis atomic orbitals (AO) and molecular orbitals (MO): Atomic orbital → NAO → NHO → NBO → NLMO → Molecular orbital Natural (localized) orbitals are used in computational chemistry to calculate the distribution of electron density in atoms and in bonds between atoms.
Hybridation (chimie)
En chimie quantique, l'hybridation des orbitales atomiques est le mélange des orbitales atomiques d'un atome appartenant à la même couche électronique de manière à former de nouvelles orbitales qui permettent de mieux décrire qualitativement les liaisons entre atomes. Les orbitales hybrides sont très utiles pour expliquer la forme des orbitales moléculaires. Bien que parfois enseignées avec la théorie VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion), liaison de valence et hybridation sont en fait indépendantes du VSEPR.
Liaison covalente
Une liaison covalente est une liaison chimique dans laquelle deux atomes se partagent deux électrons (un électron chacun ou deux électrons venant du même atome) d'une de leurs couches externes afin de former un doublet d'électrons liant les deux atomes. C'est une des forces qui produisent l'attraction mutuelle entre atomes. La liaison covalente implique généralement le partage équitable d'une seule paire d'électrons, appelé doublet liant. Chaque atome fournissant un électron, la paire d'électrons est délocalisée entre les deux atomes.