HOMO ו-LUMO

בכימיה, HOMO ו־LUMO הם שני סוגי אורביטלים מולקולרים. המילים הם ראשי תיבות של Highest Occupied Molecular Orbital (בעברית: האורביטל המולקולרי המאוכלס הגבוה ביותר) ושל Lowest Unoccupied Molecular Orbital (בעברית: האורביטל המולקולרי שאינו מאוכלס הנמוך ביותר). HOMO ו־LUMO נקראים לעיתים אורביטלי החזית (באנגלית: frontier orbitals) למשל בתאוריית אורביטלי החזית (אנ').

דיאגרמה של דרגות ה־HOMO וה־LUMO של מולקולה. כל עיגול מייצג אלקטרון וכל קו מייצג אורביטל מולקולרי. כאשר פוטון בעל אנרגיה גבוהה מספיק פוגע באלקטרון ב־HOMO, הוא יתערר ל־LUMO.

מרווח ה־HOMO-LUMO עריכה

הפרש האנרגיה בין ה־LUMO ל־HOMO נקרא מרווח ה־HOMO-LUMO. גודל המרווח יכול לסייע בחיזוי החוזק והיציבות של קומפלקסים של מתכות מעבר, כמו גם את הצבע שהן ייצרו בתמיסה.^[1] ככלל, ככל שהמרווח גדול יותר כך הקומפלקס יציב יותר.

מוליכים למחצה עריכה

אם נשווה בין תאוריית ה־HOMO ו־LUMO לבין תאוריית מבנה פסים, נראה כי דרגת ה־HOMO היא למוליכים למחצה אורגניים בערך מה שפס הערכיות הוא למוליכים למחצה אי אורגניים ונקודות קוונטיות. אנלוגיה דומה ניתן לעשות בין ה־LUMO לבין פס ההולכה.^[2]

כימיה אורגנו-מתכתית עריכה

בכימיה אורגנו-מתכתית, גודל ה־LUMO יכול לעזור בקביעה היכן תתרחש תגובת סיפוח לליגנדי π (חוקי גרין–דייוויס–מינגוס (אנ')).

SOMO עריכה

SOMO, קיצור של Semi Occupied Molecular Orbital (בעברית: האורביטל המולקולרי שמאוכלס למחצה), למשל דרגת HOMO שהיא חצי מאוכלסת, כלומר יש לדרגה זו רק אלקטרון אחד רדיקלי.^[3]