Three-center four-electron bond
3-কেন্দ্রিক 4-ইলেকট্রন (3সি-4ই) বন্ধন হল একটি মডেল যা টেট্রাটোমিক এবং হেক্সাটোমিক ইন্টারহ্যালোজেন যৌগ, সালফার টেট্রাফ্লোরাইড, জেনন ফ্লোরাইড এবং বাইফ্লোরাইড আয়ন-এর মতো নির্দিষ্ট হাইপারভ্যালেন্ট অণুতে বন্ধনকে ব্যাখ্যা করতে ব্যবহৃত হয়। 1951 সালে জর্জ সি. পিমেন্টেল দ্বারা প্রকাশিত কাজের পরে এটি পিমেন্টেল-রান্ডেল থ্রি-সেন্টার মডেল নামেও পরিচিত, যা ইলেক্ট্রন-ঘাটতি বন্ধনের জন্য রবার্ট ই. রান্ডেল দ্বারা আগে বিকশিত ধারণাগুলির উপর নির্মিত হয়েছিল। এই মডেলের একটি বর্ধিত সংস্করণ ফসফরাস পেন্টাফ্লোরাইড এবং সালফার হেক্সাফ্লোরাইডের মতো হাইপারভ্যালেন্ট অণুগুলির পুরো শ্রেণীর পাশাপাশি ওজোন এবং সালফার ট্রাইঅক্সাইডের মতো বহু-কেন্দ্রিক π-বন্ধন বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও ডাইবোরেন (B2H6) এবং ডায়ালেন (Al2H6)-এর মতো অণু রয়েছে যার তিন-কেন্দ্রিক দুই-ইলেকট্রন বন্ধন (3c-2e) রয়েছে। যদিও "হাইপারভ্যালেন্ট" শব্দটি 1969 সাল পর্যন্ত রাসায়নিক সাহিত্যে প্রবর্তিত হয়নি, আরভিং ল্যাংমুয়ার এবং জি. এন. লুইস 1921 সালের গোড়ার দিকে হাইপারভ্যালেন্ট অণুতে বন্ধনের প্রকৃতি নিয়ে বিতর্ক করেছিলেন। যদিও লুইস সম্প্রসারিত অক্টেটের দৃষ্টিভঙ্গিকে সমর্থন করেছিলেন, এস-পি-ডি সংকরিত অরবিটালগুলি আহ্বান করেছিলেন এবং প্রতিবেশী পরমাণুর মধ্যে 2সি-2ই বন্ধন বজায় রেখেছিলেন, ল্যাংমুয়ার পরিবর্তে অক্টেট নিয়ম বজায় রাখার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন, হাইপারভ্যালেন্ট যৌগগুলিতে বন্ধনের জন্য একটি আয়নিক ভিত্তি আহ্বান করেছিলেন (দেখুন হাইপারভ্যালেন্ট অণু, পিএফ5 এবং এসএফ6-এর জন্য ভ্যালেন্স বন্ড তত্ত্ব চিত্র)। 1951 সালের একটি মৌলিক গবেষণাপত্রে, পিমেন্টেল 1947 সালে রান্ডেল দ্বারা প্রবর্তিত "অর্ধ-বন্ধন" ধারণার উপর ভিত্তি করে একটি আণবিক অরবিটাল (এমও) বর্ণনার মাধ্যমে হাইপারভ্যালেন্ট ট্রাইহ্যালাইড আয়নগুলির (এক্স = এফ, বিআর, সিএল, আই) বন্ধনকে যুক্তিসঙ্গত করেছিলেন। এই মডেলে, চারটি ইলেকট্রনের মধ্যে দুটি একটি সম্পূর্ণ ইন-ফেজ বন্ধন এম. ও দখল করে, অন্য দুটি একটি অ-বন্ধন এম. ও দখল করে, যার ফলে সংলগ্ন পরমাণুর মধ্যে সামগ্রিক বন্ধন ক্রম 0.5 হয় (আণবিক কক্ষীয় বিবরণ দেখুন)। হাইপারভ্যালেন্ট অণুগুলির উপর সাম্প্রতিক তাত্ত্বিক গবেষণা ল্যাংমুয়ার দৃষ্টিভঙ্গিকে সমর্থন করে, যা নিশ্চিত করে যে অক্টেট নিয়মটি এস-এবং পি-ব্লক উপাদানগুলির বন্ধন বর্ণনা করার জন্য একটি ভাল প্রথম অনুমান হিসাবে কাজ করে। তিন-কেন্দ্রিক চার-ইলেকট্রন বন্ধন σ3c-4e ট্রাইওডাইড জেনন ডিফ্লুওরাইড ক্রিপ্টন ডিফ্লুওরাইড রেডন ডিফ্লুওরাইড আর্গন ফ্লোরোহাইডাইড বাইফ্লোরাইড SN2 প্রতিক্রিয়া রূপান্তর অবস্থা এবং সক্রিয় জটিল প্রতিসম হাইড্রোজেন বন্ধন π3c-4e কার্বক্সিলেটস অ্যামাইড ওজোন অ্যাজাইড অ্যালিল অ্যানায়ন কাঠামো এবং বন্ধন আণবিক কক্ষীয় বিবরণ ট্রাইওডাইডের σ আণবিক অরবিটালগুলি (MOs) কেন্দ্রীয় পরমাণুর p অরবিটালের (বন্ধন অক্ষের সাথে সমান্তরাল) পর্যায়ক্রমিক এবং আউট-অফ-ফেজ সংমিশ্রণ বিবেচনা করে তৈরি করা যেতে পারে। এই অনুশীলনটি ডানদিকে চিত্রটি তৈরি করে (চিত্র 1)। তিনটি আণবিক অরবিটাল তিনটি প্রাসঙ্গিক পারমাণবিক অরবিটালের সংমিশ্রণের ফলস্বরূপ, চারটি ইলেকট্রন দুটি এম. ও-কে দখল করে সর্বনিম্ন শক্তি-একটি বন্ধন এম. ও তিনটি কেন্দ্র জুড়ে বিচ্ছিন্ন, এবং একটি অ-বন্ধন এম. ও পেরিফেরাল কেন্দ্রগুলিতে স্থানীয়। এই মডেলটি ব্যবহার করে, একটি কেন্দ্রীয় পরমাণুতে হাইপারভ্যালেন্ট বন্ধন বিবেচনার আহ্বানের প্রয়োজনীয়তাকে উপেক্ষা করে, কারণ বন্ধন অরবিটাল কার্যকরভাবে দুটি 2-কেন্দ্র-1-ইলেক্ট্রন বন্ধন নিয়ে গঠিত (যা একসাথে অক্টেট নিয়ম লঙ্ঘন করে না), এবং অন্য দুটি ইলেক্ট্রন অ-বন্ধন অরবিটাল দখল করে। ভ্যালেন্স বন্ড (প্রাকৃতিক বন্ধন অরবিটাল) বিবরণ 3c-4e বন্ধনের প্রাকৃতিক বন্ধন অরবিটাল দৃষ্টিভঙ্গিতে, ট্রাই-আয়োডাইড অ্যানায়নটি ডায়োডিন (I2) σ আণবিক অরবিটাল এবং একটি আয়োডাইড (I−) একাকী জুটির সংমিশ্রণ থেকে নির্মিত হয়। I-একাকী জোড়া 2-ইলেকট্রন দাতা হিসাবে কাজ করে, যেখানে I2 σ * অ্যান্টিবন্ডিং অরবিটাল 2-ইলেক্ট্রন গ্রহণকারী হিসাবে কাজ করে। ইন-ফেজ এবং আউট-অফ-ফেজ সংমিশ্রণে দাতা এবং গ্রহণকারীকে একত্রিত করার ফলে ডানদিকে চিত্রিত চিত্রটি পাওয়া যায় (চিত্র 2)। গ্রহণকারী σ * অ্যান্টিবন্ডিং অরবিটালের সাথে দাতা একাকী জুটির সংমিশ্রণের ফলে সর্বোচ্চ-অধিকৃত অরবিটালের (si2) শক্তি সামগ্রিকভাবে হ্রাস পায়। চিত্র 2-এ চিত্রিত চিত্রটি দাতা হিসাবে ডান হাতের পরমাণু দেখায়, তবে দাতা হিসাবে বাম হাতের পরমাণু ব্যবহার করে একটি সমতুল্য চিত্র তৈরি করা যেতে পারে। এই বন্ধন বিন্যাসটি নিম্নলিখিত দুটি অনুরণন কাঠামো দ্বারা সংক্ষিপ্তভাবে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছেঃ I-I···I−·I−·I−I (যেখানে "-" একটি একক বন্ধনের প্রতিনিধিত্ব করে এবং "····" আনুষ্ঠানিক বন্ধন ক্রম 0 সহ একটি "ডামি বন্ধন" উপস্থাপন করে যার উদ্দেশ্য কেবল সংযোগ নির্দেশ করা), যা যখন গড় হয় তখন প্রাকৃতিক বন্ধন অরবিটাল বিশ্লেষণ এবং আণবিক অরবিটাল তত্ত্ব থেকে প্রাপ্ত 0.5-এর I-I বন্ধন ক্রম পুনরুত্পাদন করে। আরও সাম্প্রতিক তাত্ত্বিক তদন্তগুলি একটি অভিনব ধরনের দাতা-গ্রহণকারী মিথস্ক্রিয়ার অস্তিত্বের পরামর্শ দেয় যা তথাকথিত "ইনভার্টেড ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটি" সহ ট্রাইটোমিক প্রজাতিতে আধিপত্য বিস্তার করতে পারে; অর্থাৎ, এমন একটি পরিস্থিতি যেখানে কেন্দ্রীয় পরমাণু পেরিফেরাল পরমাণুর চেয়ে বেশি ইলেক্ট্রোনেগেটিভ। নিয়ন ডিফ্লুওরাইড (এনইএফ2) এবং বেরিলিয়াম ডিলিথাইড (বিইএলআই2)-এর মতো তাত্ত্বিক কৌতূহলের অণুগুলি বিপরীত বৈদ্যুতিন ঋণাত্মকতার উদাহরণ উপস্থাপন করে। অস্বাভাবিক বন্ধন পরিস্থিতির ফলস্বরূপ, দাতা একাকী জোড়া কেন্দ্রীয় পরমাণুতে উল্লেখযোগ্য ইলেক্ট্রন ঘনত্বের সাথে শেষ হয়, যেখানে গ্রহণকারী পেরিফেরাল পরমাণুতে পি অরবিটালের "আউট-অফ-ফেজ" সংমিশ্রণ। এই বন্ধন পরিকল্পনাটি তাত্ত্বিক নোবল গ্যাস এনইএফ2-এর জন্য চিত্র 3-এ চিত্রিত করা হয়েছে। 3c-4e বন্ধন প্রদর্শনকারী অণুগুলি দ্বি-আণবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন প্রতিক্রিয়াগুলির রূপান্তর অবস্থা অধ্যয়নের জন্য মডেল হিসাবে কাজ করতে পারে বলে ভ্যালেন্স বন্ডের বিবরণ এবং এর সাথে অনুরণন কাঠামো A-B···C−′A−··B−C পরামর্শ দেয়। আরও দেখুন হাইপারভ্যালেন্ট অণু তিন-কেন্দ্র দুই-ইলেকট্রন বন্ধন রেফারেন্স রাসায়নিক বন্ধন