Metode Huckel dan Aplikasi HuLiS

Metode Huckel atau teori orbital molekul Huckel, yang diusulkan oleh Erich Huckel pada tahun 1930, adalah metode orbital molekul sangat sederhana kombinasi linear orbital atom dalam penentuan energi orbital molekul dari π-elektron di molekul π-terdelokalisasi, seperti ethylene, benzena, butadiena, dan piridin.

Ini adalah dasar teoretis untuk aturan Huckel untuk aromatisitas {\ displaystyle 4n + 2} 4n + 2π-elektron siklik, sistem planar. Itu kemudian diperluas ke molekul terkonjugasi seperti piridin, pirol dan furan yang mengandung atom selain karbon, yang dikenal dalam konteks ini sebagai heteroatom.

Perpanjangan yang lebih dramatis dari metode untuk memasukkan σ-elektron, yang dikenal sebagai metode Huckel diperpanjang (EHM), dikembangkan oleh Roald Hoffmann. Metode Huckel diperpanjang memberikan beberapa tingkat akurasi kuantitatif untuk molekul organik secara umum (bukan hanya sistem planar) dan digunakan untuk memberikan justifikasi komputasi untuk aturan Woodward-Hoffmann. [4]Untuk membedakan pendekatan asli dari ekstensi Hoffmann, metode Huckel juga dikenal sebagai metode sederhana Huckel (SHM).

Terlepas dari kesederhanaannya, metode Huckel dalam bentuk aslinya membuat prediksi yang secara kualitatif akurat dan bermanfaat secara kimiawi untuk banyak molekul umum dan karenanya merupakan alat pendidikan yang kuat dan banyak diajarkan. Hal ini dijelaskan dalam banyak buku pengantar kimia kimia kuantum dan fisik kimia organik , dan ahli kimia organik khususnya masih secara rutin menerapkan teori Huckel untuk mendapatkan pemahaman yang sangat mendekati, belakang-amplop- understanding ikatan.

Hasil untuk beberapa molekul sederhana ditabulasi di bawah ini:

Metode ini memiliki beberapa karakteristik:

  • Ini membatasi diri pada hidrokarbon terkonjugasi .
  • Hanya orbital molekul π elektron yang dimasukkan karena ini menentukan banyak sifat kimia dan spektral dari molekul-molekul ini.
  • Para elektron σ diasumsikan membentuk kerangka molekul dan konektivitas σ digunakan untuk menentukan apakah dua orbital π berinteraksi. Namun, orbital yang dibentuk oleh elektron σ diabaikan dan diasumsikan tidak berinteraksi dengan elektron π. Ini disebut pemisahan σ-π. Ini dibenarkan oleh ortogonalitas orbital σ dan in dalam molekul planar. Karena alasan ini, metode Huckel terbatas pada sistem yang planar atau hampir demikian.
  • Metode ini didasarkan pada penerapan metode variasi untuk kombinasi linear orbital atom dan membuat asumsi penyederhanaan mengenai tumpang tindih, resonansi dan integral Coulomb dari orbital atom ini. Ini tidak berusaha untuk memecahkan persamaan Schrödinger , dan baik bentuk fungsional orbital atom dasar maupun detail Hamiltonian tidak terlibat.
  • Untuk hidrokarbon, metode ini menggunakan konektivitas atom sebagai satu-satunya input; parameter empiris hanya diperlukan ketika heteroatom diperkenalkan.
  • Metode ini memprediksi berapa banyak tingkat energi yang ada untuk molekul tertentu, yang tingkatnya merosot dan mengekspresikan energi orbital molekul dalam dua parameter, yang disebut α, energi elektron dalam orbital 2p, dan β, energi interaksi antara dua orbital 2p (sejauh mana sebuah elektron distabilkan dengan memungkinkannya untuk melokalisasi antara dua orbital). Konvensi tanda yang biasa adalah membiarkan α dan β menjadi angka negatif. Untuk memahami dan membandingkan sistem dalam arti kualitatif atau bahkan semi-kuantitatif, nilai numerik eksplisit untuk parameter ini biasanya tidak diperlukan.
  • Selain itu metode ini juga memungkinkan penghitungan kerapatan muatan untuk setiap atom dalam kerangka π, urutan ikatan fraksional antara dua atom, dan momen dipol molekul keseluruhan.

Selengkapnya dapat dilihat pada link http://blogchem.com/hulis/, termasuk untuk download aplikasi java dan HuLiS berbasis web.

Referensi: https://en.wikipedia.org/wiki/H%C3%BCckel_method

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *