HOMO a LUMO

HOMO a LUMO sú druhy molekulových orbitálov. HOMO je skratka pre highest occupied molecular orbital, teda najvyšší obsadený molekulový orbitál, a LUMO je skratka pre lowest unoccupied molecular orbital, teda najnižší neobsadený molekulový orbitál.^[1]

3D model najvyššieho obsadeného orbitálu (HOMO) molekuly CO₂

3D model najnižšieho neobsadeného orbitálu (LUMO) molekuly CO₂

Diagram zobrazujúci HOMO a LUMO molekuly. Každý krúžok reprezentuje elektrón v orbitáli. Keď sa absorbuje žiarenie o dostatočnej frekvencii elektrónom v HOMO, preskočí tento elektrón do LUMO.

HOMO–LUMO medzera

Energetický rozdiel medzi HOMO a LUMO sa nazýva HOMO–LUMO medzera. Tieto orbitály sa niekedy nazývajú i hraničné orbitály, napríklad v teórii hraničných molekulárnych orbitálov. Energetický rozdiel medzi týmito orbitálmi sa dá použiť na predpoveď sily a stability komplexov prechodných kovov ako i na určenie farieb, ktoré tieto komplexy majú v roztoku.^[2]

Polovodiče

HOMO je pre organické polovodiče približne tým, čím je valenčný pás pre anorganické polovodiče a kvantové body. Rovnaká analógia platí pre LUMO a vodivostný pás.^[3]

Organokovová chémia

V chémii organokovov je možné použiť rozmer lalokov LUMO na určenie miesta, kde sa budú viazať pí ligandy.^[4]

SOMO

SOMO je skratka pre singly occupied molecular orbital, teda molekulový orbitál s jedným elektrónom, napríklad HOMO orbitál radikálu.^[5]

Najbližšie orbitály - NHOMO a SLUMO

Ak existujú, tak molekulové orbitály hneď pod HOMO a hneď nad LUMO takisto hrajú úlohu v teórii hraničných orbitálov. Tieto orbitály sa označujú ako NHOMO, teda next-to-highest occupied molecular orbital - druhý najvyšší obsadený molekulový orbitál, a SLUMO, second lowest unoccupied molecular orbital - druhý najnišží neobsadený molekulový orbitál.^[6] Tieto orbitály sa niekedy označujú i ako HOMO-1 a LUMO+1.^{[Pozn. 1]}

Poznámky

1. Napríklad v článku TSUNEDA, Takao; SINGH, Raman Kumar; CHATTARAJ, Pratim Kumar. Diagrams for comprehensive molecular orbital-based chemical reaction analyses: reactive orbital energy diagrams. Physical Chemistry Chemical Physics, 2018, roč. 20, čís. 20, s. 14211–14222. Dostupné online [cit. 2022-05-17]. ISSN 1463-9076. DOI: 10.1039/C8CP00461G. (po anglicky).

Referencie

1. What is the HOMO-LUMO gap and how does it change the properties of a substance? | Socratic [online]. Socratic.org, [cit. 2022-05-17]. Dostupné online.
2. Griffith, J.S. and L.E. Orgel. "Ligand Field Theory". Q. Rev. Chem. Soc. 1957, 11, 381-383
3. Bredas, J,-L. "Mind the gap!". Mater. Horiz. 2014,1, 17-19
4. 2.02: LFT and Frontier Molecular Orbital Theory [online]. [Cit. 2022-05-17]. Dostupné online.
5. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "SOMO". DOI:10.1351/goldbook.S05765
6. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "subjacent orbital". DOI:10.1351/goldbook.S06067

Pozri aj

• Diels–Alderova reakcia
• Elektrónová konfigurácia
• Ligand
• Organický polovodič

Zdroj

Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku HOMO and LUMO na anglickej Wikipédii.