二茂铁的分子轨道理论

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人们早就知道环茂二烯基C5H5（或CP）可以与某些金属或非金属原子形成一些化合物，但1951年报道了过渡金属环百二烯化合物的合成。第一个制备的化合物是双（五齿环戊二烯)）铁。俗称二茂铁，及其衍生物可用作**燃料添加剂，用作汽油的抗震剂，还可用作硅橡胶的固化剂和紫外线吸收剂。
X射线研究表明二茂铁具有夹心型结构，属于夹心配合物的对称夹心型结构。具有一定的热稳定性（>500℃）。两种常见的稳定配置是交错Dss和EclipsedDs。由于二茂铁的结构，铁远离环（166pm），因此环中的C原子（每个）之间的相互作用超过了C和Fe原子之间的相互作用，从构成环戊二烯基团的非定域分子轨道开始.环二烯基包含五个垂直于碳原子平面的p轨道，五个P轨道可以线性地形成五个非定域的PM轨道。
这五个分子轨道可以分为三类：一类没有节面，第二类有一个节面的简并轨道，第三类有两个节面的简并轨道。显然，这些轨道的能级随着节面数量的增加而增加。
然后，我们将来自两个环戊二烯基环的总共十个PM轨道组合成十个配体基团轨道。例如，根据对称匹配原理，第一个环的轨道和第二个环的轨道可以线性形成两个配体群轨道A1g和A2U（g代表中心对称，u代表中心反对称）。因此，二茂铁具有两个强键合分子轨道（E1g）、一个弱键合分子轨道（A1g）和六个非键合分子轨道（A2U、E1U、E2G和A1g'），它们都具有低能级。亚铁离子有6个价电子，2个环戊烯阴离子有12个价电子，共有18个价电子填充9个低分子轨道。
使用相同的方法可以获得其他八个分子轨道。最后，根据对称匹配原理，将环戊二烯基团的配体基团轨道与Fe原子的价电子轨道结合形成二茂铁的分子轨道。Cp能级Cp的分子轨道是对称的。Cp的分子轨道Fe的原子轨道Cp，Fe的分子轨道。
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