Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Порядок облигаций , введенный Линусом Полингом , определяется как разница между количеством облигаций и анти-связями .

Само число связи - это количество электронных пар (связей) между парой атомов . [1] Например, в двухатомном азоте N≡N число связей равно 3, в этине H − C≡C − H число связи между двумя атомами углерода также равно 3, а порядок связи C − H равен 1. Связь число указывает на стабильность связи. Изоэлектронные частицы имеют одинаковое число связей. [2]

В молекулах, которые имеют резонансную или неклассическую связь, число связи не может быть целым числом. В бензоле делокализованные молекулярные орбитали содержат 6 пи-электронов над шестью атомами углерода, по существу давая половину пи-связи вместе с сигма-связью для каждой пары атомов углерода, что дает расчетное число связи 1,5. Кроме того, число связей 1,1, например, может возникать в сложных сценариях и по существу относится к прочности связи относительно связей с порядком 1.

Порядок связи в теории молекулярных орбиталей [ править ]

В теории молекулярных орбиталей , порядка связи определяется как половина разности между числом связывающих электронов и числа антисвязывающих электронов в соответствии с уравнением ниже. [3] [4] Это часто, но не всегда, дает аналогичные результаты для связей, близких к их равновесной длине, но не работает для растянутых связей. [5] Порядок связи также является показателем прочности связи и также широко используется в теории валентных связей .

Как правило, чем выше порядок облигации, тем она прочнее. Ордера на облигации в размере половины могут быть стабильными, о чем свидетельствует стабильность H+
2(длина связи 106 пм, энергия связи 269 кДж / моль) и He+
2(длина связи 108 пм, энергия связи 251 кДж / моль). [6]

Теория МО Хюккеля предлагает другой подход для определения порядков связей на основе коэффициентов МО для плоских молекул с делокализованной π-связью. Теория делит связывание на сигма-фреймворк и пи-систему. Порядок π-связей между атомами r и s, полученный из теории Хюккеля, был определен Чарльзом Коулсоном с использованием орбитальных коэффициентов МО Хюккеля: [7] [8]

,

Здесь сумма распространяется только на π молекулярные орбитали, а n i - это количество электронов, занимающих орбиталь i с коэффициентами c ri и c si на атомах r и s соответственно. Предполагая, что вклад сигма-компоненты в порядок связи составляет 1, это дает общий порядок связи (σ + π) 5/3 = 1,67 для бензола, а не обычно цитируемый 1,5, что демонстрирует некоторую степень двусмысленности в том, как концепция порядка облигаций определенный.

Для более сложных форм теории МО с использованием более крупных базисных наборов были предложены и другие определения. [9] Стандартное квантово-механическое определение порядка связи долгое время обсуждалось. [10] В 2017 году был опубликован комплексный метод вычисления порядков связи на основе расчетов квантовой химии. [5]

Другие определения [ править ]

Понятие порядка связи, используемое в молекулярной динамике и потенциалах порядка связи . Величина порядка связи связана с длиной связи . Согласно Линусу Полингу в 1947 году, порядок связи между атомами i и j экспериментально описывается как

где - длина одинарной связи, - длина связи, измеренная экспериментально, а b - постоянная величина, зависящая от атомов. Полинг предложил значение b 0,353 Å для углерод-углеродных связей в исходном уравнении: [11]

Значение постоянной b зависит от атомов. Это определение порядка связи является несколько специальным, и его легко применить только к двухатомным молекулам.

Ссылки [ править ]

  1. ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Электронная исправленная версия: (2006–) «Номер облигации ». DOI : 10,1351 / goldbook.B00705
  2. ^ Д-р SP Jauhar. Абсолютная химия Модерна .
  3. ^ Джонатан Клейден ; Гривс, Ник; Стюарт Уоррен (2012). Органическая химия (2-е изд.). Издательство Оксфордского университета. п. 91. ISBN 978-0-19-927029-3.
  4. ^ Housecroft, CE; Шарп, AG (2012). Неорганическая химия (4-е изд.). Прентис Холл. С. 35–37. ISBN 978-0-273-74275-3.
  5. ^ а б Т.А. Манц (2017). «Знакомство с атомным анализом популяции DDEC6: часть 3. Комплексный метод расчета заказов на облигации» . RSC Adv . 7 (72): 45552–45581. DOI : 10.1039 / c7ra07400j .
  6. ^ Брюс Аверилл и Патрисия Элдридж, Химия: принципы, закономерности и приложения (Pearson / Prentice Hall, 2007), 409.
  7. ^ Левин, Ира Н. (1991). Квантовая химия (4-е изд.). Прентис-Холл. п. 567. ISBN 0-205-12770-3.
  8. ^ Колсон, Чарльз Альфред (7 февраля 1939). «Электронное строение некоторых полиенов и ароматических молекул. VII. Связи дробного порядка методом молекулярных орбиталей» . Труды Королевского общества А . 169 (938): 413–428 . Дата обращения 5 декабря 2020 .
  9. ^ Санниграхи, AB; Кар, Тапас (август 1988 г.). «Молекулярная орбитальная теория порядка и валентности связи» . Журнал химического образования . 65 (8): 674–676 . Дата обращения 5 декабря 2020 .
  10. ^ Распоряжение на облигации Золотой книги ИЮПАК
  11. ↑ Полинг, Линус (1 марта 1947 г.). «Атомные радиусы и межатомные расстояния в металлах». Журнал Американского химического общества . 69 (3): 542–553. DOI : 10.1021 / ja01195a024 .