Betrachtung der Grenzorbitale

Abb.1

σ_u^* (B₁)

LUMO: ${\text{H}}_2$

Abb.2

Π_g^* (B₁)

LUMO: ${\text{C}}_2{\text{H}}_4$

Abb.3

σ_g (A₁)

HOMO: ${\text{H}}_2$

Abb.4

Π_u (A₁)

HOMO: ${\text{C}}_2{\text{H}}_4$

Die folgenden Orbitalabbildungen (Abb. 5) und (Abb. 6) zeigen die beiden möglichen HOMO-LUMO Wechselwirkungen bei Olefinhydrierungen mit einem cyclischen Übergangszustand ohne Katalysator (unbesetzte Orbitale sind mit blasserer Farbe gezeichnet), die aber beide durch ein Überlappungsintegral $S=0$ charakterisiert sind. Somit kann auf diesem Wege keine Reaktion erfolgen.

Abb.5

Das HOMO von H₂ überlappt mit dem LUMO von Ethen.

Abb.6

Das LUMO von H₂ überlappt mit dem HOMO von Ethen.

Die Methode der Wahl ist eine katalytische Reaktionsführung. Heterogene Metallkatalysatoren (z.B. Ni) zur Olefinhydrierung sind schon lange bekannt (P. Sabatier, Univ. Toulouse; Nobelpreis 1912). Mitte der 1960er Jahre ist von G. Wilkinson (Imperial College London; Nobelpreis 1973) gefunden worden, dass [RhCl(PPh₃)₃] bei Raumtemperatur und Normaldruck ein homogener Katalysator für die Olefinhydrierung ist. Er wird als Wilkinson-Katalysator bezeichnet.