Boránok η2-H2 komplexeinek kvantumkémiai vizsgálata
Az irodalomban számos példát találhatunk η2-H2 komplexekre[1]. A legtöbb esetben ezek központi atomja egy átmenetifém. Az ilyen komplexet két fő kölcsönhatás stabilizálja: egyrészt a hidrogén molekula szigma kötése donál elektront a fém valamelyik üres d-pályájára, másrészt az átmenetifém egyik nemkötő, d-típusú elektronpárja lép kölcsönhatásba a hidrogén σ* lazító pályájával. Nemfémes η2-H2 komplexekre viszont nagyon kevés példát tudunk felsorolni[2], ráadásul ezeket is csak elméleti számítások instabil köztitermékeként mutatták ki. Ez a jelenség azzal magyarázható, hogy a nemfémes elemek esetén a központi atom nemkötő elektronpárjának stabilizáló hatása hiányzik. Preparatív úton egyedül a borán hidrogén komplexét sikerült előállítani, argon mátrixban[3]. A néhány fellelhető elméleti munkából viszont arra következtetésre juthatunk, hogy a bóron lévő ligandum vagy a köztük lévő kötés képes elektront donálni a hidrogén molekula lazító pályájára. Ha sikerülne ezt a jelenséget mélyrehatóbban megismerni, akkor az segítségünkre lehet egy bór alapú H2 aktiváló katalizátor létrehozásában.
Munkám során kvantumkémiai számításokat végeztem annak vizsgálatára, hogy a borán hidrogén atomjainak lecserélésével stabilizálható-e a borán η2-H2 komplexe. A kapott eredmények alapján olyan általános elmélet megfogalmazására törekszem, amely meghatározza a kapcsolódó ligandumok tulajdonságai alapján az η2–komplex stabilitását.
[1] Gregory J. Kubas, Chem. Rev. 2007, 107, 4152
[2] Ch. Fan, L. G. Mercier, W. E. Piers, H. M. Tuononen, M. Parvez, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9604
L. Könczöl, E. Makkos, D. Bourissou, D. Szieberth, Angew. Chem. Int. 2012, 51, 9521
Sh. Gao, W. Wu, Y. Mo, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 8108
[3] Thomas J. Tague, Jr., Lester Andrews, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4970
Melléklet: Reverzíbilis hidrogén addíció boránra
