Küsimus:
Mis teeb banaanisidemed diboraanis võimalikuks?
jonsca
2012-05-04 05:13:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Diborane'il on huvitav omadus omada kahte 3-keskelist sidet, mida kumbki hoiab koos ainult 2 elektroniga (vt allpool olevat skeemi lehelt Wikipedia). Need on tuntud kui "banaanivõlakirjad". Ma arvan, et mingi sidemete hübridisatsioon toimub, kuid geomeetria ei tundu olevat sarnane millegagi, mida ma Carboniga tunnen. Mis hübridisatsioon see on ja miks me ei näe paljusid (ühtegi?) Teisi selle sideme struktuuriga molekule?

enter image description here

Kaks vastused:
#1
+35
ManishEarth
2012-05-04 06:10:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vaadake hoolikalt, see on (moonutatud) tetraeedriline - neli rühma peaaegu sümmeetriliselt 3D-ruumis {*}. Seega on hübridiseerimine $ sp ^ 3 $.

enter link description here

Nagu näete, on kuju moonutatud, kuid see on tetraeedriline. Tehniliselt võib öelda, et banaanivõlakirjad koosnevad orbitaalidest, mis sarnanevad $ sp ^ 3 $ -ga, kuid mitte täpselt (nagu kaks $ sp ^ {3.1} $ ja kaks $ sp ^ {2.9} $ orbitaali - kuna hübridisatsioon on lihtsalt lainefunktsioonide lisamine, saame alati muuta koefitsiente, et anda õige geomeetria) Ma pole selles siiski liiga kindel.

$ \ ce {B} $-l on valentskoor $ 2s ^ 22p ^ 1 $, nii et kolm kovalentset sidet annavad sellele mittetäieliku okteti. $ \ ce {BH3} $ orbitaal on tühi $ 2p $. See orbiit kattub olemasoleva $ \ ce {BH} $ $ \ sigma $ võlakirjapilvega (lähedal asuvas $ \ ce {BH3} $) ja moodustab 3c2e võlakirja.

Näib, et 3c2e geomeetriaga ühendeid on palju rohkem. Ma oleksin täiesti unustanud, et boraanide all oli terve homoloogiline seeria, millel kõigil on 3c2e sidemed (ehkki mitte sama struktuuriga).

Ja on indiumi ja gallium ühendeid nagu hästi. Ikka IIIA rühm, kuigi need on metallid. Ma arvan, et nad, nagu $ \ ce {Al} $, moodustavad endiselt kovalentseid võlakirju.

Nii et selle juhtumise peamine põhjus on mittetäielik oktett, kes soovib ennast täita.

Pange tähele, et banaan ei ole tingimata mõeldud ainult 3c2e võlakirjade jaoks. Iga painutatud võlakirja nimetatakse banaanivõlakirjaks.

Sarnaste struktuuride puhul tulevad meelde $ \ ce {BeCl2} $ ja $ \ ce {AlCl3} $, kuid mõlemad neist on struktuur datiivsete (koordinaat) sidemete kaudu. Lisaks on $ \ ce {BeCl2} $ tasapinnaline.

Hiilib ja kontrollib Vikipeediat. Wikipedia ütleb, et $ \ ce {Al2 (CH3) 6} $ on struktuuri ja võlakirja tüübi poolest sarnane.

Meil ​​on selliseid ühendeid vist vähem, kuna elemente ($ \ ce {B} $ rühm üsna palju) on koos valentselementidega $ \ leq3 $, mis moodustavad kovalentseid sidemeid (tühja orbiidi kriteeriumid). Lisaks on $ \ ce {Al} $ ebamugav juhtum - see meeldib nii kovalentsetele kui ioonsetele sidemetele. Samuti eeldan, et selle geomeetria puhul (kas banaani- või datiivvõlakirjade abil) on oluline ka suhteline suurus - kuna $ \ ce {BCl3} $ on monomeer, kuigi $ \ ce {Cl} $-l on üksik paar ja võib moodustada dateeriva sideme.

* Võib-olla olete harjunud nägema tetraeedrilist struktuuri, mille aatom on üleval? Kallutage boori aatomit vaimselt, kuni vesinik on üleval. Peaksite mõistma, et ka see on tetraeedriline.

Ma näen, kuidas see * võiks olla tetraeedrikujuline, kuid tundub, et see ei oleks pinge tõttu.
@jonsca: moonutatud tetraeedriline. Jah, võib öelda, et hübridiseerimine pole täpselt $ sp ^ 3 $ (redigeeri tulemas)
Selles osas: suurel hulgal boorirühma elementide poolt moodustatud ühenditel on 3c2e sidemed ... Peale boori (boraanide mitmekesisus on juba rikkalik!) Ja alumiiniumiühendite hulga kõrval on ka gallium- ja indiumühendeid 3c2e sidemed; nt. [siin] (http://dx.doi.org/10.1002/hc.10120), [siin] (http://dx.doi.org/10.1016/0009-2614 (93) 85386-3), [ siin] (http://dx.doi.org/10.1021/ic50205a044), [siin] (http://dx.doi.org/10.1021/ja00176a020) ja [siin] (http://dx.doi.org /10.1021/ja020348p). Olen kindel, et neid on veel ...
Hübridiseerumisest tuleks olla ettevaatlik. Seda võib kasutada kontseptsioonina, mis seletab teatud sidumisolukorda, mis tuleneb molekuli teatud geomeetrilisest koostisest. Ka enamikul kovalentselt seotud molekulidel on rohkem tsentraalseid sidemeid.
AFAIK, banaanisidemed toimuvad metallkarbonüülhüdriidides ja metallkarbonüülides endas. Nendega kaasneb siiski otsene sigmaside.
Midagi, mis mulle B2H6 puhul väga huvitav oli, on see, et B-H sideme polaarsus on vastupidine. Resonants muudab 3c2e ühendava vesiniku osaliselt positiivselt laetud, kuigi selle elektronegatiivsus on suurem kui booril. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/80/Diborane_resonance.svgSee tuli päevavalgele, kus nad demonstreerisid uut tüüpi H-sidemeid. Sissejuhatuses näitasid nad, et B-H-pi koostoimed B2H6 ja benseeniga võivad esineda selle vastupidise polaarsuse tõttu (kompleks võib siiski eksisteerida ainult väga madalal temperatuuril)
#2
+21
Eric Brown
2013-05-05 00:02:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Siin on graafik kvantiteooria molekulidest, mis vastab teie küsimusele. Olen näidanud võlakirjade rajad $ \ ce {B2H6} $. Nad on tõepoolest "banaanilaadsed", kuid huvitaval kombel on need sissepoole kaardus, erinevalt väljapoole kõverdatud tsüklopropaanist.

(Hübridisatsiooni ei eksisteeri. Samuti pole ma kindel, kas seal on "elektronide arv" - nagu need on alikvoodid - omistatakse mis tahes sidumisvastastikule.)

Pange tähele ka seda, et olen joonistanud B-de ja nelja sarnase vesiniku vahelised sidemeteed tahkena ( kovalentne) ja sidemeteede kogum piki "silda" punktiiriga (mitte kovalentne). Selle põhjuseks on asjaolu, et laplakite märk elektronide tihedusest nende vastavas kriitilises kriitilises punktis (kollased kerad) on vastupidine.

enter image description here

Ma arvan, et sidemeteede all mõtlete aatomite vahelise maksimaalse elektrontiheduse kõverat?
Tehniliselt on kahte aatomit ühendava elektrontiheduse kaudu kõige järsem tõusutee.
Palun lisage teooria tase. Ma pole kindel, millised muud ühendid võivad olla boori ja vesiniku vahel, kindlasti mitte ioonsed.
@Martin Ma ei mäleta, mis on teooria tase, tõenäoliselt B3LYP / 6-31G *
Hüdrogeenimine „pole olemas“ võib olla tõsi, kuid seda pole ka olemas. Mõiste on selgituste jaoks kasulik, seega saab seda vastust oluliselt parandada, käsitledes, miks hübridisatsiooni vaade viib vastuse lahknemiseni olukorra füüsikalisest keemiast.
Samuti, kus on 16 aatomit, et siin kirjeldada 10-aatomilist süsteemi?


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...