Simple molecular orbital calculations on the electronic structure of iron-porphyrin complexes

The simple Hückel method was first applied to the electronic structure of the iron-porphyrin complexes by Pullman et al. 12]. In this paper, their work is extended to include (a) the effect of a dipole or a point charge placed at the sixth coordination position, and (b) the effect of a nitrogen atom placed at the fifth coordination position. A set of new parameter values is used, whose estimation is made by directing special attention to their dependence on the charge distribution among the atoms.The resulting charge distribution for ferro-porphyrin seems to be reasonable. The fact that the position of the Soret peak is insensitive to the sixth ligand can be understood from the resulting orbital energy levels.The difficulty of finding a reasonable charge distribution for ferri-porphyrin is discussed.

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Zusammenfassung Die einfache Hückelsche Methode ist auf die Elektronenstruktur der Eisen-Porphyrin-Komplexe zuerst von Pullman et al. 12] angewandt worden. In der folgenden Arbeit wird ihr Verfahren auf (a) die Wirkung eines Dipols oder einer Punktladung an der sechsten Koordinationsstelle und (b) die eines Stickstoffatoms an der fünften erweitert. Ein Satz neuer Parameterwerte wird verwandt, bei deren Bestimmung besonders auf ihre Abhängigkeit von der Ladungsverteilung geachtet wird.Die erhaltene Ladungsverteilung für Ferroporphyrin erscheint vernünftig. Die Unempfindlichkeit der Lage der Soret-Bande gegen den sechsten Liganden ist aus den erhaltenen Energieniveaus zu verstehen.Die Schwierigkeit, eine vernünftige Ladungsverteilung für Ferriporphyrin zu finden, wird diskutiert.

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Résumé La simple méthode de Hückel a été appliquée à la structure électronique des complexes fer-porphyrine pour la première fois par Pullman et al. 12]. Dans l'article suivant, leur travail est étendu afin d'inclure (a) l'effet d'un dipôle ou d'une charge ponctuelle sur la sixième position coordinative, et (b) l'effet d'un atome de nitrogène sur la cinquième position. Un jeu de nouvelles valeurs des paramètres est usé qu'on détermine en tenant compte spécialement de leur dépendance de la distribution des charges atomiques.La distribution de charge obtenue pour la ferroporphyrine semble être raisonnable. Le fait que la position de la bande Soret est insensitive contre le sixième ligand, peut être compris à l'aide des énergies des orbitales calculées.La difficulté de trouver une distribution de charge raisonnable pour la ferriporphyrine est discutée.

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The research reported in this paper was sponsored in part by the King Gustaf VI Adolf's 70-Years Fund for Swedish Culture, Knut and Alice Wallenberg's Foundation, the Swedish Natural Science Research Council, and in part by the Aeronautical Research Laboratory, OAR, through the European Office, Aerospace Research, United States Air Force.

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On leave from Department of Physics, Faculty of Science, University of Tokyo, Tokyo, Japan.