Hybridization in cyclopropane, cyclobutane and cubane

Abstract

The general procedure derived by Del Re [6] for determining the hybrid orbitals of a molecule from the overlap matrix has been applied to cyclopropane, cyclobutane and cubane, for which the concept of hybridization is of a peculiar interest. The results are in good agreement with experimental facts and results of other theoretical procedures. The approximation which describes these molecules just in terms of localized bonds appears to be rather limited and such a phenomenon seems general for methylenic compounds. The problem of bent bonds is equally discussed.

Résumé

La méthode générale proposée par Del Re [6] pour déterminer les orbitales hybrides d'une molécule à partir de la matrice des intégrales de recouvrement a été appliquée au cyclopropane, au cyclobutane et au cubane, pour lesquels le concept d'hybridation présente un intérêt particulier. Les résultats sont en bon accord avec les faits expérimentaux et avec les conclusions auxquelles conduisent les autres méthodes théoriques. L'approximation qui consiste à décrire ces molécules en termes de liaisons localisées entre orbitales atomiques hybrides paraît limitée et ce phénomène semble général pour les composés à groupements méthylènes. Le problème des liaisons courbes est également discuté.

Zusammenfassung

Die von Del Re [6] vorgeschlagene, von der Matrix der Überlappungsintegrale ausgehende Methode zur Bestimmung der Hybrid-Orbitale eines Moleküls wurde auf Cyclopropan, Cyclobutan und Cuban angewandt. Bei diesen Molekülen beansprucht die Frage der Hybridisierung besonderes Interesse. Die Ergebnisse stimmen gut mit den experimentellen Befunden und den Schlußfolgerungen anderer Theorien überein. Die Beschreibung dieser Moleküle durch lokalisierte Bindungen zwischen atomaren Hybrid-Orbitalen ist nur eine grobe Näherung; das scheint allgemein für Verbindungen mit Methylengruppen zu gelten. Das Problem der gekrümmten Bindungen wird diskutiert.