Введение

Правила подсчета электронов
В химии теория многогранных скелетных электронных пар (PSEPT) предоставляет правила подсчета электронов, полезные для предсказания структуры кластеров, таких как кластеры боранов и карборанов. Правила подсчета электронов были первоначально сформулированы Кеннетом Уэйдом и впоследствии развиты другими исследователями, включая Майкла Мингоса; они также известны как правила Уэйда или правила Уэйда–Мингоса. Эти правила основаны на рассмотрении химической связи с точки зрения теории молекулярных орбиталей. Эти правила были расширены и объединены в правила Jemmis mno.

Прогнозирование структур кластерных соединений

Различные правила (4n, 5n или 6n) применяются в зависимости от числа электронов на вершину. Правила 4n достаточно точно предсказывают структуру кластеров, содержащих около 4 электронов на вершину, что характерно для многих боранов и карборанов. Для таких кластеров структуры основаны на дельтаэдрах – полиэдрах, у которых все грани треугольные. Кластеры 4n классифицируются как closo, nido, arachno или hypho в зависимости от того, представляют ли они собой полный (closo) дельтаэдр или дельтаэдр, которому не хватает одной (nido), двух (arachno) или трех (hypho) вершин. Однако hypho-кластеры встречаются относительно редко, поскольку число электронов достаточно велико для начала заполнения антисвязывающих орбиталей и дестабилизации структуры 4n. Если число электронов приближается к 5 электронам на вершину, структура часто переходит к структуре, определяемой правилами 5n, которые основаны на трех соединенных полиэдрах. При дальнейшем увеличении числа электронов структуры кластеров с 5n электронами становятся нестабильными, поэтому могут быть применены правила 6n. Кластеры 6n имеют структуры, основанные на кольцах. Молекулярно-орбитальный подход может быть использован для объяснения связи в кластерных соединениях типов 4n, 5n и 6n.

Изолобольные вертикальные единицы

Если вершина является изолобальной с BH, то, по крайней мере в принципе, она может быть заменена на фрагмент BH, несмотря на то, что BH и CH не являются изоэлектронными. Фрагмент CH+ является изолобальным, следовательно, эти правила применимы к карборанам. Это объясняется рассмотрением граничных молекулярных орбиталей. PSEPT также применим к металлоборанам.

Кластеры с интерстициальными атомами

Благодаря большим радиусам, переходные металлы обычно образуют кластеры, которые крупнее, чем у элементов главной группы. Одним из следствий увеличения их размера является то, что в этих кластерах часто присутствуют атомы в центре. Ярким примером служит [Fe6C(CO)16]2-. В таких случаях правила подсчета электронов предполагают, что интерстициальный атом предоставляет все свои валентные электроны для образования связи в кластере. Таким образом, [Fe6C(CO)16]2- эквивалентен [Fe6(CO)16]6- или [Fe6(CO)18]2-.