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Tutorial MenueReaktivitätLerneinheit 5 von 6

Reaktivität: Härte, Polarisierbarkeit, HSAB-Konzept

Erklärung des Symbiose-Prinzips mit Hilfe der Störungstheorie

Das Symbiose-Prinzip (harte Säuren reagieren bevorzugt mit harten Basen und weiche Säuren mit weichen Basen) lässt sich nun unter Benutzung der vereinfachten Klopman-Salem-Gleichung für die Wechselwirkungsenergie folgendermaßen erklären.

Bei der Reaktion eines harten Nucleophils A mit einem harten Elektrophil B ist die Differenz E HOMO A E LUMO B groß [siehe auch Teil (a) in (Abb. 1) ], somit ist der Beitrag der Grenzorbitale zu ΔE gering. Durch die hohen Atomladungen an den Reaktionszentren führt jedoch die Coulomb-Wechselwirkung zu einer signifikanten Wechselwirkungsenergie, die Reaktion verläuft schnell und wird als ladungskontrolliert bezeichnet.

Reagiert ein weiches Nucleophil mit einem weichen Elektrophil, ist die Differenz E HOMO A E LUMO B klein [siehe auch Teil (c) in (Abb. 1) ]. Üblicherweise sind bei weichen Nucleophilen und Elektrophilen die Entwicklungskoeffizienten der Grenzorbitale an den Reaktionszentren groß, so dass der Beitrag des Grenzorbitalterms zu ΔE hoch ist. Die Reaktion verläuft auch hier sehr schnell, ist aber in diesem Fall Orbital kontrolliert.

Bei der Reaktion von harten mit weichen Verbindungen ist der Beitrag beider Terme gering, so dass die Geschwindigkeitskonstante der Reaktion klein ist [siehe auch Teil (b) in (Abb. 1) ].

Abb.1
Abbildung: Frontorbital-Wechselwirkung von harten und weichen Reaktanten
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