Про размазню и градацию невинности

Когда поняли, что атомы состоят из отрицательных электронов и положительных ядер, сначала думали что они похожи на кекс с изюмом. Когда кекс с изюмом опровергся, стали думать что это как планета со спутниками. На самом же деле, электроны никакие не изюминки и не спутники, а некая хрень, которая размазана по определённому уровню энергии (орбиталю). Орбитали могут выглядеть вот так, именно в таких объёмах находятся размазанные электроны (там где они есть) - максимум по два на каждый орбиталь:

1

Когда два или больше атомов связываются между собой, чтобы дать молекулу - их орбитальки сливаются, порождая молекулярные обритали, которые могут быть похожи на сиськи и секс-игрушки вообщё чёрти каких форм. Особенно изощрённые формы наблюдаются в молекулах с переходными металлами, таких как, например, тут снизу в двух соединениях урана справа и по центру (орбиталей с электронами у этих молекул гораздо больше - тут показаны только три в сравнении с подобными у ацетилена, который слева) [1]:



Это всё математические модели, конечно, полученные через приближённое решение уравнения имени чувака с котом в ящике. Красный и синий цвета обозначают ещё одну математическую хрень (отрицательную и положительную функции), которая сейчас не важна. Важно то, что электроны будут размазаны повсюду, где им позволит это пресловутое уравнение. Именно эта размазанность держит атомы вместе в молекулах.

Из орбитальных форм кроме эстетического удовольствия можно получить и много разной полезной информации: предсказывать механизм распада молекулы, её реактивность, некоторые физические свойства итд.

Eсли оторвать у молекулы электрон (окислить) или накинуть дополнительный (восстановить) - свойства молекулы изменятся: она может развалиться, приобрести активность, обрести или потерять магнетизм. Если в результате всего этого получится органическая молекула с неспаренным электроном - она называется радикал. Я про кое-какие радикалы писал недавно - там снизу кстати тоже картинки орбиталек есть красивые.

А теперь, как говорил птица Додо, начинается путаница. Я недаром отметил курсивом слово "органическая". Помимо органических молекул есть ещё и неорганические - в частности такие, в которых есть переходные металлы. Такими молекулами занимается неорганическая химия. И эта неорганическая химия слово "радикал" не признаёт. Дело в том, что в переходных металлах сплошь и рядом существуют совершенно стабильные молекулы с неспаренными электронами, которые называются "парамагнитными комплексами" (которые органик мог бы назвать металл-центрированными радикалами). Это всё логично до того момента, пока неспаренные электроны размазанны непосредственно вокруг металла, если же электрон по какой-то причине с металла перемещается на органическую группу (лиганд), которая к этому металлу привязана  - путаница становится ещё больше.

Органик такую молекулу назвал бы просто - органический радикал, с металлсодержащим (неорганическим) заместителем. Но тупые неорганики ни в какую не готовы принять такую терминологию, и вместо этого придумали свою с блекджеком и шлюхами. Они используют (о боже!) слово "невинность" ("innocence"). Лиганд, который электрон из металла не вытягивает - называется "невинный" лиганд, если же ему это удаётся - он получает название "non-innocent" (виновный? грешный?). Это в какой-то мере удобно, потому что он может быть отчасти "виновным" (половину или другю часть электрона на себя перетянуть). Эти извращенцы определили даже такое понятие как "мера невинности".

Я это всё к тому, что моя задача на докторате была создать металл центрированные радикалы и металл замещённые радикалы с кремнием (парамагнитные комплексы с кремнёвыми лигандами разной невинности) и посмотреть что они из себя представляют и что полезного можно из них сделать. Получилось много всего интересного, в том числе красивейшие картинки орбиталек с неспаренным электроном. Скоро покажу.

[1] J. T. Lyon, H.-S. Hu, L. Andrews, J. Li PNAS 2007 104 (48) 18919.