NBO چیست ؟

برای بررسی اوربیتال مولکولی روش اوربیتال پیوندی ذاتی [۱] ( NBO ) مورد استفاده قرار گرفت. در شیمی کوانتوم ، یک NBO به اوربیتال پیوندی محاسبه شده با بیشترین دانسیته الکترونی اطلاق می شود. NBO ها یکی از سلسله مراتب برای رسیدن به اوربیتال های مولکولی هستند. برای رسیدن به اوربیتال مولکولی از اوربیتال اتمی ابتدا ، اوربیتال اتمی ذاتی [۲] (NAO) سپس اوربیتال هیبریدی ذاتی (NHO)[۳] ، اوربیتال پیوندی ذاتی ( NBO ) ، اوربیتال مولکولی مستقر ذاتی [۴] (NLMO) و در نهایت به اوربیتال مولکولی می رسیم. این مجموعه های مستقر ذاتی حدواسط بین اوربیتال اتمی [۵] (AO) و اوربیتال های مولکولی [۶] (MO) می باشند.

Atomic orbital → NAO → NHO → NBO → NLMO → Molecular orbital

اوربیتال های ذاتی (مستقر) در شیمی محاسباتی برای محاسبه ی توزیع دانسیته الکترونی در اتم ها و پیوند بین اتم ها مورد استفاده قرار می گیرد. آنها همچنین ویژگی به نام ” کاراکتر حداکثر اشغال شدن[۷] ” در محل های مستقر مولکول دارا می باشند. NBO ها ، شامل بیشترین درصد حضور دانسیته الکترونی (بالای ۹۹ درصد) می باشند و با ساختار لوئیس ذاتی[۸] سازگاری دارند.

هر پیوند در NBO ، می تواند توسط دو عبارت هیبریداسیون والانس ( NHOs ) و برای دو اتم A و B با در نظر گرفتن ظرایب قطبیت [۹] و به صورت معادله ‏زیر ، نوشته شود :

σ_AB  = c_A  h_Α  + c_B  h_B

پیوند ها از کوالان به سمت یونی محدود می شوند. اوربیتال های ضد پیوندی به صورت معادله ‏زیر ، نوشته می شود :

〖σ^*〗_AB = c_A h_Α – c_B h_B

برنامه های شیمی محاسباتی که بتوانند NBO را محاسبه کنند ، می توانند ساختار لوئیس بهینه شده و همچنین اوربیتال های غیر مستقر [۱۰] را محاسبه نمایند. یک ساختار بهینه شده لوئیس ، ساختاری است که دارای بیشترین بار الکتریکی (بار لوئیس[۱۱] ) در اوربیتال های لوئیس باشد. بار الکتریکی پایین در اوربیتال لوئیس نشان دهنده اثر قوی از الکترون های غیر مستقر می باشد.

از روی NLMO ، می توان انتقال بار را در کمپلکس ها و جهت انتقال الکترون را تشخیص داد همچنین می توان اضافه یا حذف شدن الکترون به اوربیتال ها را بررسی نمود که الکترون از کدام اوربیتال خارج و یا به کدام اوربیتال ها وارد می شود.

[۱] Natural Bond Orbital (NBO)

[۲] Natural Atomic Orbitals (NAO)

[۳] Natural Hybrid Orbitals (NHO)

[۴] Natural Localized Molecular Orbitals (NLMO)

[۵] Atomic Orbitals (AO)

[۶] Molecular Orbitals (MO)

[۷] Maximum-occupancy character

[۸] Natural Lewis structure

[۹] Polarization coefficients

[۱۰] Delocalization orbitals

[۱۱] Lewis charge