La isoelectronicidad es un fenómeno que se observa cuando dos o más moléculas tienen la misma estructura (posiciones y conectividades entre átomos ) y las mismas configuraciones electrónicas , pero se diferencian por los elementos específicos que se encuentran en determinadas ubicaciones de la estructura. Por ejemplo, CO , NO+, y N2son isoelectrónicos, mientras que CH
3COCHE
3y CH
3norte = NCH
3no son. [1]
Esta definición a veces se denomina isoelectronicidad de valencia . En ocasiones, las definiciones pueden no ser tan estrictas y, en ocasiones, requieren la identidad del recuento total de electrones y, con ello, de toda la configuración electrónica . [2] Por lo general, las definiciones son más amplias y pueden extenderse hasta permitir diferentes números de átomos en las especies que se comparan. [3]
La importancia del concepto radica en identificar especies significativamente relacionadas, como pares o series. Se puede esperar que las especies isoelectrónicas muestren consistencia y previsibilidad útiles en sus propiedades, por lo que identificar un compuesto como isoelectrónico con uno ya caracterizado ofrece pistas sobre posibles propiedades y reacciones. Las diferencias en propiedades como la electronegatividad de los átomos en especies isolelectrónicas pueden afectar la reactividad.
En mecánica cuántica , los átomos similares al hidrógeno son iones con un solo electrón, como el Li.2+
. Estos iones se describirían como isoelectrónicos con el hidrógeno .
El átomo de N y el de O.+
Los iones son isoelectrónicos porque cada uno tiene cinco electrones de valencia , o más exactamente una configuración electrónica de [He] 2s 2 2p 3 .
De manera similar, los cationes K+, California2+
y sc3+y los aniones Cl−, S2-, y P3-son todos isoelectrónicos con el átomo de Ar .
CO , CN−, norte
2, y no+
son isoelectrónicos porque cada uno tiene dos átomos con triple enlace y, debido a la carga, tienen configuraciones electrónicas análogas ( N−
es idéntico en configuración electrónica a O, por lo que CO es idéntico electrónicamente a CN−
).
Los diagramas de orbitales moleculares ilustran mejor la isoelectronicidad en moléculas diatómicas, mostrando cómo la mezcla de orbitales atómicos en especies isoelectrónicas da como resultado una combinación de orbitales idéntica y, por tanto, también enlaces.
Las moléculas más complejas también pueden ser poliatómicas. Por ejemplo, los aminoácidos serina , cisteína y selenocisteína son todos isoelectrónicos entre sí. Se diferencian por qué calcógeno específico está presente en un lugar de la cadena lateral.
CH
3COCHE
3( acetona ) y CH
3norte
2CH
3( azometano ) no son isoelectrónicos. Tienen el mismo número de electrones pero no tienen la misma estructura.