Orbitale und Schwingungen

© Urs Leisinger 2014


Molekularium

SwissEduc Molecular Modelling


Atomorbitale

Optionen
Nach der Wahl der Optionen oben das entsprechende Orbital (nochmals) anklicken

Schnitt oder Orbital zeichnen:
Schnittebene:
...erzeugen
Farben:
cutoff
zeff
resol

1s
2s
2px 2py 2pz
3s
3px 3py 3pz
3dxy 3dyz 3dz2 3dxz 3dx2-y2
4s
4px 4py 4pz
4dxy 4dyz 4dz2 4dxz 4dx2-y2
4fx(x2-3y2) 4fxyz 4fyz2 4fz3 4fxz2 4fz(x2-y2) 4fy(3x2-y2)

Orbital 1 als Gitter
Orbital 2 als Gitter
Orbital 3 als Gitter





Alternative Erzeugung von Atomorbitalen

n
l ( l < n)
m (m ≤ l)
zeff (bestimmt Kompaktheit)
Farben
Name der Isofläche

Löschen:

Hybridorbitale

Genaue Formen und Grössenverhältnisse einiger Atom- und Hybridorbitale (Isoflächen, die 60% der Ladungsdichte umfassen)

Teilchen löschen

1s   1s
2s   2s

sp   a b
sp2   a b c
sp3   a b c d

2p   px py pz

3s   3s

3p   px py pz
3d   dz2 dxz dyz dxy dx2-y2

3spd:
   sp3d2   a b c d e f
   sp3d   a b c d e

4s   4s

4p   px py pz
4d   dz0 dxz dyz dxy dx2-y2

4f   a b c d e f g



alle löschen







Zurück zum Anfang

Kugel- und Ladungswolkenmodell

Molekül ohne Mehrfachbindungen in Kugelwolkenmodell umwandeln

Zurück zum Anfang

Molekülorbitale

Berechnung der Molekülorbitale: CMO: GAMESS oder Orca, NBO, NLMO: NBO6.

Energien



Molekülorbitale

Canonical Molecular Orbitals (CMO)
Natural Bond Orbitals (NBO)
Natural Localized Molecular Orbital (NLMO)
Local Molecular Orbitals (LMO)

⚠ Bei per drag and drop geladenen Dateien können HOMO und LUMO falsche MO liefern ⚠




Elementarstoffe

Elementarer Wasserstoff H2

CMO (B3LYP)
Wasserstoff: Übergange zwischen HOMO und LUMO

Elementarer Stickstoff

N2

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Elementarer Sauerstoff

Triplett-Sauerstoff (Grundzustand), O2 3Σg
HOMO sind 9α bzw. 7β
CMO (B3LYP)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 19 (1 - 2 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 9
β-Spin: Orbitale 20 bis 38 (20-21 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 26 (β 7)
CMO (B3LYP)

Entartete reelle und komplexe 1πu- und 1πg-Orbitale

Singulett-Sauerstoff (angeregter Zustand) O2 1Δg
CMO

Ozon O3
CMO (B3LYP)
LMO: Pipek-Mezey
NBO
NLMO


Elementares Fluor, F2

CMO (B3LYP)

Elementares Chlor, Cl2

CMO (B3LYP)

Einzelnes Chlor-Atom
CMO (B3LYP)
HOMO = MO 9α bzw 8β

Elementares Iod, I2

CMO (B3LYP)



Sauerstoff- und Wasserstoffverbindungen und -Ionen

Wasser

H2O


CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Hypothetisches lineares Wassermolekül

Wasser-Dimer mit Wasserstoff­brücke
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
Donor: 6, Akzeptor 12

Wasser-Methanal (Formaldehyd)-Dimer
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
π-Bindung: NBO 9
Donor: 7, Akzeptor: 15

Hydroxonium-Ion (Oxonium-Ion) und Hydroxid-Ion

Siehe auch wässrige Lösungen

Hydroxonium-ion, H3O+, CMO (B3LYP)
Zundel-Ion H3O+ · H2O = [H5O2]+, CMO (B3LYP)
Eigen-Ion H3O+ · 3 H2O = [H9O4]+, CMO (B3LYP)
[H17O8]+, CMO (B3LYP)
Grösserer Cluster, CMO (B3LYP)

Hydroxid-Ion,OH-, CMO (B3LYP)

Hydroxid-Wasser-Cluster, (H2O)4OH-, CMO (B3LYP)

Wasserstoff­peroxid H2O2

CMO (B3LYP)



Halogenverbindungen

Fluor­wasserstoff, HF

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO

Chlor­wasserstoff, HCl

CMO (B3LYP)

Chlorid-Ion, Cl-

CMO (B3LYP)

Triiodid-Ion, I3-

CMO (B3LYP)



Weitere anorganische Moleküle und Ionen

Monoboran

BH3, CMO (B3LYP)


Kohlenstoff-Oxide

Kohlenstoff­monoxid, Kohlenmonoxid, CO
CMO (B3LYP)

Kohlenstoff­dioxid, Kohlendioxid CO2
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Kohlenstoff­dioxid mit Hydroxid-Ion:
CO2/OH--Dimer
CO2/OH-/H2O-Komplex
Anordnung entspricht etwa dem Übergangszustand (ÜZ) der Reaktion CO2 + OH- → HCO3- in wässriger Lösung. Im ÜZ geht ein Wassermolekül eine besonders starke Wasserstoffbrücke zu OH- ein. Dieses Wassermolekül ist im zweiten Modell in einer möglichen Anordnung zu sehen.
In Gasphase würde die exotherme Reaktion ohne Energiebarriere verlaufen. Die Energiebarriere kommt durch Wassermoleküle zustande, welche die Reaktanden umgeben und beim dargestellten ÜZ weitgehend abgestreift sind. Dieses Modell befindet sich also nicht im Energieminimum.
Das CO2-Molekül ist bereits durch die Interaktion mit dem Hydroxidion verzerrt (Ein nichtbindendes Elektronenpaar des Hydroxidions interagiert mit einem π* LUMO von CO2 (vgl MO 15 im Modell ohne Wasser, MO 20 mit Wasser)).

Ein Modell eines Clusters aus CO2 mit Wassermolekülen ist auf der Seite Kristallstrukturen (Wasser/Wassercluster um CO2-Molekül) zu finden.

Hydrogencarbonat mit Wassermolekülen:
Wenn man einen Cluster aus Wassermolekülen, einem Hydroxid-ion und einem CO2-Molekül energetisch Minimiert, erhält man ein Hydrogencarbonation mit Wassermolekülen. Folgende Abbildung zeigt ein Beispiel:
HCO3- H2O-Cluster

Kohlensäure-Spezies

Kohlensäure, H2CO3, CMO (B3LYP)
Carbonat-Ion, CO3--, CMO (B3LYP)

Cyan­wasserstoff-Spezies

Cyan­wasserstoff, HCN, CMO (B3LYP)
Cyanid-Ion, CN-, CMO (B3LYP)

Stickoxide NOx

Stickstoff­monoxid, NO, CMO (B3LYP)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 18 (1 - 2 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 8
β-Spin: Orbitale 19 bis 36 (19 - 20 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 25 (β 7)
CMO (B3LYP)

Stickstoffdioxid NO2, CMO (B3LYP)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 22 (1 - 3 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 12
β-Spin: Orbitale 23 bis 44 (22-26 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 33 (β 11)
CMO (B3LYP)

Distickstoff­tetraoxid, N2O4, CMO (B3LYP)
Lachgas, Distickstoff­monoxid N2O, CMO (B3LYP)


Salpetrige Säure-Spezies

Salpetrige Säure, HNO2, CMO (B3LYP)
Nitrit-Ion, NO2-, CMO (B3LYP)


Salpeter­säure-Spezies

Salpetersäure, HNO3, CMO (B3LYP)
Nitrat-Ion, NO3-, CMO (B3LYP)


Nitronium-Ion

Vgl. auch Allen, Kohlendioxid, Azid-Ion

NO2+, CMO (B3LYP)


Azid-Ion und Stickstoffwasserstoffsäure

Azid-Ion und Stickstoffwasserstoffsäure (hydrazoic acid). Vgl. auch Allen, Kohlendioxid, Nitronium-Ion

N3-, CMO (B3LYP)
HN3, CMO (B3LYP)


Ammoniak und Ammonium-Ion

NH3 CMO (B3LYP)
NH4+ CMO (B3LYP)

Hydrazin

N2H4, CMO (B3LYP)


Schwefeloxide

Schwefeldioxid, SO2, CMO (B3LYP)
Schwefeltrioxid, SO3, CMO (B3LYP)


Schwefelsäure-Spezies

Schwefelsäure, H2SO4, CMO (B3LYP)
Hydrogensulfat, HSO4-, CMO (B3LYP)
Sulfat, SO4--, CMO (B3LYP)


Xenon­difluorid

XeF2, CMO (B3LYP)




Aliphatische Verbindungen

Methan

CH4

CMO (B3LYP)


Methanimin

CH3N

CMO (B3LYP)


Methanol

CH4O

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Dimethylether

C2H6O

CMO (B3LYP)


Dimethylamin

C2H7N

CMO (B3LYP)


Methanal und Dihydroxy­methan (Methandiol)

CH2O. Siehe auch Wasser (Dimer)

Methanal, Formaldehyd
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO

Dihydroxy­methan, Methandiol
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
Grenz-NBO: Donor: 5, Akzeptor: 15


Trihydroxy­methan, Methantriol

CH4O3

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
Grenz-NBO: Donoren: 8, 10, Akzeptor: 20


Methansäure und Methanoat

CH2O2

Methansäue, Ameisensäure
CMO

Methanoat = Formiat
CMO

Dimer Ameisensäure Methanol
CMO NBO
NLMO
Wasserstoff­brücke: NBO 11 und 30


Dimer protonierte Ameisensäure Methanol
CMO

NBO
NLMO
Wasserstoff­brücke: NBO 11 und 30


Dimer Formiat Methanol
CMO


Ameisensäure-methylester

CH2O2

Methansäure-methylester
CMO

NBO
NLMO

Dimer Ameisensäure­methylester Wasser
CMO
NBO
NLMO
Addition: NBO 11 und 25


Addukt Ameisensäure­methylester Hydroxid-Ion
CMO
NBO
NLMO
Bei der Berechnung addieren das Hydroxidion und der Ester mit tiefer Aktivierungsenergie


Methansäure­amid, Formamid

CH3NO

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Carbonyldichlorid, Phosgen

CH2Cl2

CMO


Harnstoff

CH4N2O

CMO


Fluormethan

CH3F

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Chlormethane

CH3Cl

Chlormethan, CH3Cl, CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
Grenz-NBO: Donor: 9, Akzeptor: 16

Dichlormethan, CH2Cl2, CMO (B3LYP)
Trichlormethan, Chloroform CHCl3, CMO (B3LYP)
Tetrachlor­methan CCl4, CMO (B3LYP)


Methylamin, Aminomethan

CH5N

CMO


Acetyl­chlorid, Essigsäure­chlorid

C2H3ClO

CMO


Diazomethan

H2CN2

CMO
NBO
NLMO


Ethan

C2H6

CMO
NBO
NLMO
LMO: Pipek-Mezey


Ethen, Ethylen

C2H4

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
LMO: Ruedenberg
LMO: Pipek-Mezey

Übergänge zwischen HOMO und LUMO


Ethin, Acetylen

C2H2

CMO (B3LYP)


Ethanol

C2H6O

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Ethanal, Acetaldehyd mit Enol-Form

C2H4O

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO

Enol-Form
Ethenol, CMO (B3LYP)
Ethenolat, CMO (B3LYP)


Ethansäure, Essigsäure

C2H4O2

Ethansäure
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO

Ethanoat, Acetat
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Thioessigsäure

C2H4OS

CMO


Thioessigsäure-S-Methylester, S-Methylethanthioat

C3H6OS

CMO


Fluorethan

C4H6O3

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Hexafluor­ethan

C4H6O3

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Chlorethan

C2H5Cl

CMO


Ethansäure­anhydrid, Acetanhydrid

C4H6O3

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Ethylmethyl­ether

Ethylmethylether, Methoxyethan C3H8O

CMO
NBO
NLMO


Ethansäure­methylester

Essigsaeure­methylester, Methyl­ethanoat, Methylacetat, C3H6O2

CMO


N-Methyl­acetamid (Essigsäure­methylamid)

C3H7NO

CMO


Propan

C3H8

CMO (B3LYP)


Propen

C3H6

CMO

Der erste Schwingungsmodus entspricht einer Konformations­änderung (Drehung um die C-C Einfachbindung), dann folgen drei Rotations- und 3 Translationsmodi und anschliessend die üblichen Normalschwingungen.


Allen und Buta-1,2,3-trien

C3H4 Allen
C4H4 Buta-1,2,3-trien, (B3LYP)


Propanol

C3H8O

Propan-1-ol; CMO (B3LYP)
Propan-2-ol, Isopropanol; CMO (B3LYP)

Dimer

Propan-1-ol-Dimer; CMO (B3LYP)


Propanal

C3H6O

Propanal; CMO (B3LYP)


Propanon, Aceton

C3H6O

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Propenal, Acrolein

C3H4O

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Propansäure, Propionsäure

C3H6O2

CMO


Propylamin

C3H9N

CMO


Propanamid

C3H7NO

CMO


Fluorprop-2-en

C3H5F

CMO


Brenztrauben­säure, C3H6O3

CMO (B3LYP)


Pyruvat (CMO)

Milch­säure, C3H6O3

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO

Lactat (CMO)

Malondialdehyd

PropandialC3H4O2

Dialdehyd, Konformation 1
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO

Dialdehyd, Konformation 2
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO

Enolform Z bzw. cis
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
DHBR: Donor: 7, Akzeptor: 21

Enolform E bzw. trans
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO


Decafluorbutan

C4F10

CMO


3-Oxobutansäure

3-Oxobutansäure, β-Keto­butansäure, Acet­essigsäure, C5H8O2

CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
Donor: 9; Akzeptor: 29
Donor: 13, Akzeptor: 40

in ungünstiger Konformation
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
nEP: 8 bis 13; π: 21, 26; π*: 35, 40
Donor: 23, Akzeptor: 35
Donor: 21, Akzeptor: 37
Donor: 13, Akzeptor: 40


Acetylaceton

Pentan-2,4-dion, Acetylaceton, deprotoniert als Ligand: acacC5H8O2

Diketon
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO

Enol-Form (2-Hydroxy-pent-2-en-4-on)
CMO (B3LYP)
NBO
NLMO
WBR: Donor: 9, Akzeptor: 42


Pentan

C5H12

Pentan (B3LYP), CMO


Octan

C8H18

Octan (B3LYP), CMO


Octen

C8H16

Oct-1-en (B3LYP), CMO
Oct-2-en (B3LYP), CMO


Octin

C8H14

Oct-1-in (B3LYP), CMO




Lineare Polyene

Butadien

C4H6

E-Butadien (B3LYP), CMO
NBO
NLMO

Übergänge zwischen HOMO und LUMO
(mit komplexen Wellenfunktionen)

Z-Butadien, CMO


Hexatrien

C6H8

Hexa-1,3,5-trien (B3LYP), CMO
Hexatrien HOMO und LUMO


Octatetraen

C8H10

Octatetraen (B3LYP), CMO


Tetradeca­heptaen

C14H16

Tetradeca-1,3,5,7,9,11,13-heptaen (B3LYP), CMO




Kohlenhydrate

Glucose

Glucopyranose, C6H12O6

Interessante NBO: Donor 14, Akzeptor 54
siehe auch Di- und Trihydroxymethan

CMO
NBO
NLMO




Aromatische Verbindungen und andere cyclische π-Systeme

Maleinsaeure­anhydrid

Maleinsaeure­anhydrid, C4H2O3


Furan

C4H4O


Dioxin

1,4-Dioxin (Dioxin ist ein Anti-Aromat), C4H4O2


Benzen (Benzol)

Benzen (Benzol) CMO (B3LYP),C6H6
NBO
NLMO
LMO: Ruedenberg
LMO: Pipek-Mezey


Hexafluorbenzen

Hexafluorbenzol

Hexafluorbenzen, CMO (B3LYP),C6F6


Pyrrol

C4H5N


Pyridin und Pyridinium-Ion

Pyridin, C5H5N, CMO

Pyridinium, CMO
NBO
NLMO


1,2-Benzochinon

ortho-Chinon, o-Benzochinon, Cyclohexa-3,5-dien-1,2-dion, C6H4O2

CMO (B3LYP) gamess

CMO Orca
NBO
NLMO


1,4-Benzochinon

Chinon, para-Chinon, p-Benzochinon, Cyclohexa-2,5-dien-1,4-dion, C6H4O2

CMO (B3LYP)


1,2-Dihydroxybenzen

1,2-Dihydroxybenzol, Brenzcatechin, Catechol, , Benzen-1,4-diolC6H6O2

CMO (B3LYP) gamess

CMO Orca
NBO
NLMO

Nichtbindende NBO bzw. NLMO sind die Orbitale 9 bis 12


1,4-Dihydroxybenzen

1,2-Dihydroxybenzol, Hydrochinon, Benzen-1,4-diol, C6H6O2

CMO (B3LYP)


Nitrobenzol

Nitrobenzol, CMO (B3LYP),C6H5NO2
NBO
NLMO


Phenol

Phenol, CMO (B3LYP),C6H6O
NBO
NLMO


Resorcin

1,3-Dihydroxy­benzol, Resorcin, CMO (B3LYP),C6H6O2
NBO
NLMO


Anilin

C6H7N

Anilin


Benzoesäure

Benzoesäure, CMO (B3LYP),C7H6O2
NBO
NLMO


Benzoat

Nitrobenzol, CMO (B3LYP),C7H5O2-
NBO
NLMO


Dinitrotoluol

C7H6N2O4


Toluol (Toluen)

Toluol, (Toluen, Methylbenzen, C7H8 CMO (B3LYP),


Toluen-Isomere

C7H8

3-Methylidencyclohexa-1,4-dien, CMO (B3LYP),

5-Methylidencyclohexa-1,3-dien, wird beim Optimieren zu Toluol


Dimethylbenzen

Dimethylbenzen, Dimethylbenzol, C8H10

Dimethylbenzen, CMO (B3LYP),


Naphthalin

Naphthalin (Naphthalene) C10H8

CMO (B3LYP)


Indol

Indol C8H7N

CMO (B3LYP)


Purin

Purin C5H4N4

CMO (B3LYP)


Biphenyl

Diphenyl, Phenylbenzen, Phenylbenzol und Dibenzol C12H10

CMO (B3LYP)


2-Phenylpyridin

2-Phenylpyridin, 2-Azabiphenyl, als Ligand: ppy, C11H9N

2-Phenylpyridin (B3LYP), CMO


Proflavin

Proflavin, 3,6-Diaminoacridin C13H11N3

Proflavin, protoniert (B3LYP)
Übergänge zwischen HOMO und LUMO


Methylviologen

Methylviologen, Paraquat, 1,1′-Dimethyl-4,4′-bipyridinium, C12H14N2++
Methylviologen, Dication (B3LYP)
Methylviologen, Kation, Radikal; HOMOs: 50α bzw. 49β (B3LYP)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 60 (1 - 14 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 50
β-Spin: Orbitale 61 bis 120 (61-75 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 109 (β 49)
Methylviologen, Kation, Radikal;(B3LYP)

Methylviologen, Kation, Radikal, in Wasser; HOMOs: 50α bzw. 49β (B3LYP,pcm)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 60 (1 - 14 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 50
β-Spin: Orbitale 61 bis 120 (61-75 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 109 (β 49)
Methylviologen, Kation, Radikal, in Wasser; HOMOs: 50α bzw. 49β (B3LYP,pcm)


Diphenyldiazen (Azobenzol)

C12H10N2

Modell für Azo-Farbstoffe

Diphenyldiazen (B3LYP)


Stilben

C14H12, 1,2-Diphenylethen

cis-Stilben

trans-Stilben


Fluorescein Dianion

Uranin Dianion C20H10O5--

CMO (B3LYP)




Nicht-aromatische cyclische Polyene

Cyclobutadien

Cyclobutadien C4H4, ein Antiaromat

CMO (B3LYP)


Cyclooctatetraen

Cyclooctatetraen C8H8 (weder Aromat noch Anti-Aromat)

CMO (B3LYP)




Biomoleküle, Inhibitoren

Chlorin (7,8-Dihydro­porphyrin)

C20H16N4

Ein chlorophyll-ähliches Molekül

Chlorin (B3LYP)


Chlorophyll a

C25H16N4O3Mg

Chlorophyll a (B3LYP)


p-Aminobenzoat

4-Aminobenzoat, konjugierte Base der p-Aminobenzoesäure (PABA)

p-Aminobenzoat C7H6NO2-


Inhibitoren der Carboanhydrase und der Dihydropteroin­säure-Synthase und Vorläuferstoffe

Acetanilid C8H9NO
4-Acetamido­benzen­sulfonyl­chlorid C8H8ClNO3S
4-Acetamido­benzen­sulfonamid C8H10N2O3S

Sulfanilamid C6H8N2O2S (p-Amino­benzol­sulfonamid)

Sulfa­methoxazol C10H11N3O3S (4-Amino-N-(5-methyl-1,2-oxazol-3-yl)benzensulfonamid, Abacin)
Dorzolamid C10H16N2O4S3 ((4S,6S)-4-Ethylamino-6-methyl-7,7-dioxo-5,6-dihydro-4H-thieno[5,4-b]thiopyran-2-sulfonamid)
Protoniertes Dorzolamid C10H17N2O4S3+
Acetazol­amid C4H6N4O3S2


Nukleinbasen

Basen der Nukleotide und Nukleoside, also der Bestandteile von DNA und RNA

Adenin C5H5N5
Thymin C5H6N2O2
Uracil C4H4N2O2 (in RNA statt Thymin)
Guanin C5H5N5O
Cytosin C4H5N3O


Nicotinamid

Nicotinamid, Nicotin­säureamid, Niacinamid, Vitamin PP, C6H6N2O

NAD+/NADH bzw. NADP+/NADPH -ähnliche Substanzen

Siehe auch Pyridinium

N-Ethylnicotinamid, oxidierte Form, CMO
NBO
NLMO

N-Ethylnicotinamid, reduzierte Form, CMO
NBO
NLMO

Nicotinamid Ribosid, oxidierte Form, CMO
NBO
NLMO

Nicotinamid Ribosid, reduzierte Form, CMO
NBO
NLMO


Nukleinsäuren

DNS (DNA, Desoxyribonukleinsäure)

AT-Basenpaar
GC-Basenpaar
Interkalierendes Molekül 5-Brom-9-amino-N-ethyl(diaminomethyl)acridin-4-carboxyamid (DA5)


Curtius-Umlagerung, Glucosinolate (Senfölglycoside) und Abbauprodukte (Isothiocyanate)

Bei der Curtius-Umlagerung wie bei den Folgereaktionen nach der Hydrolyse von Glucosinolaten (Lossen-Umlagerung) wird eine ganz Seitenkette von einem Atom auf ein benachbartes Atom verschoben.

But_3_enoylazid: Edukt einer Curtius-Reaktion
CMO
CMO, mit HOMO und LUMO 2
NBO

Allylisocyanat: Produkt der entsprechenden Curtius-Reakion
CMO


Ethanoylazid: Edukt einer Curtius-Reaktion
NBO
NBO, MOs 7 und 17
NBO, MO 18
NBO, MOs 19 und 36

But-3-en-1-thioylazid: Modellsubstanz für das Hydrolyseprodukt eines Glucosinolates mit N2 als Abgangsgruppe anstelle von SO42-
...mit HOMO und LUMO 2

2-Propenyl-thiohydroximat-O-sulfat: Tatsächliches Zwischenprodukt der Hydrolyse des Glucosinolates Sinigrin (Allyl-glucosinolat), welches in der Folge eine Lossen-Umlagerung eingeht.

Isothiocyanat (Allylisothiocyanat bzw. 3-isothiocyanatoprop-1-en), das durch die entsprechende Umlagerung aus den obigen Edukten (But-3-en-1-thioylazid bzw. 2-Propenyl-thiohydroximat-O-sulfat) entsteht.




Carbenium-Ionen

Carbenium-Ionen (Carbokationen)

Ethenium (Ethyl-Kation), optimiert, CMO
Isopropyl-Kation, C3H7+, optimiert, CMO
Tert-Butyl-Kation, CMO
Chlormethyl-Carbeniumion, CMO




Carbene

Carben

CH2

CMO (B3LYP)
Diradikal; CMO


1-Oxopropyl­carben

CMO
NBO
NLMO




Komplexe

[Ti(H2O)6]+++ Hexaaqua-titan(III)-Komplex

1 ungepaartes Elektron

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 50 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 40
β-Spin: Orbitale 51 bis 100 (51 - 65 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 79 (β 39)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Berechnet mit Orca

CMO Spindichte
HOMO: Orbital 40 (α-Spin) bzw Orbital 39 (β-Spin)


[CrO4]-- Chromat-Ion

Keine ungepaarten Elektronen

CMO (B3LYP, RHF) (Gamess)


[MnO4]- Permanganat-Ion

Keine ungepaarten Elektronen

CMO (B3LYP, RHF) (Gamess)


Eisen(II)-Komplexe

[Fe(H2O)6]++ Hexaaquaeisen(II)-Komplex

High-spin (4 ungepaarte Elektronen)

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 54 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 44
β-Spin: Orbitale 55 bis 108 (55 - 69 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 94 (β 40)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

[Fe(NH3)6]++ Hexaammineisen(II)-Komplex

In wässriger Lösung nicht stabil. High-spin (4 ungepaarte Elektronen)

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 54 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 44
β-Spin: Orbitale 55 bis 108 (55 - 69 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 94 (β 40)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

[Fe(CN)6]---- Hexacyanidoferrat(II)-Komplex

Hexacyanoferrat(II)-Komplex

Low-spin (keine ungepaarten Elektronen)

CMO (B3LYP, RHF) (Gamess)


Eisen(III)-Komplexe

[Fe(H2O)6]+++ Hexaaquaeisen(III)-Komplex

High-spin (6 ungepaarte Elektronen)

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 54 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 44
β-Spin: Orbitale 55 bis 108 (55 - 69 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 93 (β 39)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

[Fe(CN)6]--- Hexacyanidoferrat(III)-Komplex

Hexacyanoferrat(III)

Low-spin (1 ungepaartes Elektron)

CMO (B3LYP, ROHF) (Gamess)
α-HOMO: Orbital 54
β-HOMO: Orbital 53



Cobalt(II)-Komplexe

[Co(NH3)6]++ Hexaammincobalt(II)-Komplex

high-spin (3 ungepaarte Elektronen)

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 54 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 44
β-Spin: Orbitale 55 bis 108 (55 - 69 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 95 (β 41)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

[Co(H2O)6]++ Hexaaquacobalt(II)-Komplex

high-spin (3 ungepaarte Elektronen)

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 54 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 44
β-Spin: Orbitale 55 bis 108 (55 - 69 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 95 (β 41)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)


Cobalt(III)-Komplexe

[Co(NH3)6]+++ Hexaammincobalt(III)-Komplex

keine ungepaarten Elektronen

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 52 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 42
β-Spin: Orbitale 53 bis 104 (53 - 67 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 94 (β 42)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

[Co(F)6]--- Hexafluoridocobaltat(III)-Komplex

Hexafluorocobaltat

High-spin (4 ungepaarte Elektronen)

CMO (B3LYP, ROHF) (Gamess)
α-HOMO: Orbital 44
β-HOMO: Orbital 40



Nickel(0)-Komplex

[Ni(CO)4] Tetracarbonylnickel-Komplex

Komplex mit Nickel-Atom

Keine ungepaarten Elektronen

CMO (B3LYP, RHF) (Gamess)


Nickel(II)-Komplexe

[Ni(NH3)4]-- Hexaamminnickel(II)-Komplex

High-spin (2 ungepaarte Elektronen)

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 54 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 44
β-Spin: Orbitale 55 bis 108 (55 - 69 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 96 (β 42)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

[Ni(Cl)4]-- Tetrachloridoniccolat(II)-Komplex

Tetrachloroniccolat

High-spin (2 ungepaarte Elektronen)

CMO (B3LYP, ROHF) (Gamess)
α-HOMO: Orbital 50
β-HOMO: Orbital 48


[Ni(CN)4]-- Tetracyanidoniccolat(II)-Komplex

Tetracyanoniccolat

Low-spin (keine ungepaarten Elektronen)

CMO (B3LYP, RHF) (Gamess)

[Ni(Hdmg)2] = [Ni(H7C4N2O2)2] Bis(Dimethylglyoximato)nickel(II)-Komplex

Nickel-Dimethylglyoxim-Komplex

Low-spin (keine ungepaarten Elektronen)

CMO (B3LYP, RHF) (Gamess)


Ammin-Kupfer(II)-Komplexe

[Cu(NH3)4]++ Tetraamminkupfer(II)-Komplex

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 44 (1 - 13 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 34
β-Spin: Orbitale 45 bis 88 (45 - 57 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 77 (β 33)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)




Mit erzwungener quadratisch planarer Geometrie:
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 146 (1 - 13 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 34
β-Spin: Orbitale 147 bis 292 (147 - 159 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 179 (β 33)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)


[Cu(NH3)4(H2O)2]++ Tetraammindiaquakupfer(II)-Komplex

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 54 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 44
β-Spin: Orbitale 55 bis 108 (55 - 69 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 97 (β 43)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)



Aquakupfer(II)-komplexe

[Cu(H2O)4]++ Tetraaquakupfer(II)-Komplex

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 44 (1 - 13 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 34
β-Spin: Orbitale 45 bis 88 (45 - 57 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 77 (β 33)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)


[CuCl4]-- Tetrachloridocuprat(II)-Komplex

Tetrachlorocuprat(II)-Komplex

MO darstellen:
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 60
α-HOMO: Orbital 50
β-Spin: Orbitale 61 bis 120
β-HOMO: Orbital 109 (β 49)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)


Orca: CMO (Orca), HOMO: Orbital 99


Acetylacetonato-(2-Phenylpyrimidinato)-Platin(II)-Komplex, Pt(ppy)(acac)

C16H15NO2Pt

Die Valenzelektronen der Liganden bilden zusammen mit den 5d-Orbitalen des Platin-Ions Molekülorbitale

CMO (B3LYP)


Zink(II)-Komplexe

Zn(H2O)2] Hexaaquazink(II)-Komplex

Keine ungepaarten Elektronen

CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)

Damit sich auch β-Spin-Orbitale darstellen lassen, muss diese Variante geladen werden (im Energiediagramm kann dafür nicht zwischen α- und β-Spins unterschieden werden):
α-Spins: Orbitale 1 bis 54 (1 - 15 Rumpf)
α-HOMO: Orbital 44
β-Spin: Orbitale 55 bis 108 (55 - 69 Rumpf)
β-HOMO: Orbital 98 (β 44)
CMO (B3LYP, UHF) (Gamess)


Weitere Komplexe, mit Orca berechnet

Mit Orca erstellte Molden-Dateien

Ti+++ Titan(III)-Ion
CMO Spindichte
HOMO: Orbital 10 (α-Spin) bzw Orbital 9 (β-Spin)
[Ti(H2O)6]+++ Hexaaqua-titan(III)-Komplex
CMO Spindichte
HOMO: Orbital 40 (α-Spin) bzw Orbital 39 (β-Spin)
[Zn(H2O)6]++ Hexaaqua-zink(II)-Komplex
CMO Spindichte
HOMO = Orbital 44
Fe++ Eisen(II)-Ion
CMO Spindichte
HOMO: Orbital 14 (α-Spin) bzw Orbital 10 (β-Spin)
[Fe(NH3)6] Hexaammin-eisen(II)-Komplex
CMO Spindichte
HOMO: Orbital 44 (α-Spin) bzw Orbital 40 (β-Spin)

Komplex an Achsen






Schwingungen

Hinweis: Auch für die meisten Modelle im Abschnitt "Molekülorbitale" können die Normalschwingungsmodi animiert werden (Reiter Schwingungen).

Propen

Die Schwingungsfrequenzen in folgenden Animationen sind ungefähr proportional zu den tatsächlichen Frequenzen der entsprechenden Normalschwingungen im Propen-Molekül.

Chlor






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Links

Diese Seite läuft mit Jmol/JSmol, einem Open Source 3D-Viewer für chemische Strukturen (http://www.jmol.org/).