Jsou molekuly s řády vazeb méně než jedna stabilní? Můj profesor poznamenal, že byli „sotva naživu“, ale co tím myslí, vědecky?
Vím, že molekuly s řádovými frakčními vazbami mohou existovat více než jedna – tj. oxid dusíku má řád vazby 2,5 (prostřednictvím výpočtů MO) a existuje v pohodě.
Stejně tak molekuly s řádovým rozdělením vazeb pod jednu jen velmi nestabilní?
Komentáře
- Xenonfluorid a nejušlechtilejší plynné sloučeniny by měly řád vazby 1/2 a samy o sobě jsou docela stabilní, i když jsou některé z nejsilnějších organizačních agentů.
- @ user2617804 Možná budete muset zkopírovat, smazat a přeposlat upravenou verzi tohoto komentáře. Nějak " oxidující " se stal " organizováním ".
Odpověď
Molekuly s vazbou řádu pod 1 mohou být dokonale stabilní v tom smyslu, že jejich výsledná molekulární struktura spočívá v energetické energetické studni. Striktně vzato stačí, že při $ T = \ pu {0 K} $ a při absenci interakcí s hmotou nebo poli se molekula spontánně nerozloží. Není však nutné zacházet tak daleko, abychom chránili takovou molekulu před rozkladem; existují příklady druhů, které jsou v běžných laboratorních podmínkách chemicky důležité.
Pokud jsou všechny ostatní věci stejné, je pravda, že druhy s řády vazeb pod 1 jsou relativně nestabilní. Je to hlavně proto, že frakční vazba je poměrně slabá (vyžaduje relativně malou aktivační energii k rozbití, tj. Menší $ E_ \ mathrm {a} $), a protože ve většině případů může molekula reagovat s jinými látkami takovým způsobem, že tvoří produkty se všemi kovalentními vazbami řádu vazeb 1 nebo vyššími (zvyšuje exergonicitu většiny reakcí, tj. negativnější $ \ Delta_ \ mathrm {r} G $).
Vzhledem k tomu, že kinetická bariéra pro reakci je poměrně nízká a termodynamický pohon pro reakci je poměrně vysoký, druhy s řádem vazeb pod 1 mají tendenci potřebovat nějakou další ochranu proti světu, aby zůstaly v jednom kuse. Například diboran a trimethylaluminium jsou sloučeniny, které mají vazby řádu 0,5 a jsou neomezeně dlouhé stabilní, když jsou čisté, se spontánně vznítí ve vzduchu vystavením kyslíku a vlhkosti. Jak je správně uvedeno v komentářích, sloučeniny vzácných plynů vyžadují řádové frakční vazby, přesto lze získat a skladovat několik sloučenin (zejména xenonové sloučeniny), i když bývají citlivé na vlhkost a zahřívání. Bor je také zodpovědný za velmi zajímavou třídu sloučenin , ve které se mnoho atomů boru váže na sebe v klecovitých strukturách s velmi komplikovanou vazbou, ve které je zlomkové pořadí dluhopisy jsou zapojeny. Některé z větších a symetrických struktur mohou být relativně stabilní, zejména s odpovídajícími substituenty.
Ve vesmíru není opravdu nic moc, takže můžete očekávat, že najdete nějaké molekuly, ve kterých se pohybují řádové řádové vazby. Ve skutečnosti lze najít trihydrogen kation , což je vlastně jeden z nejběžnějších iontů ve vesmíru!
Komentáře
- Děkuji. I Předpokládejme, že se můj učitel mýlí. Stále se ' snažím najít jeho přesný výrok, ale mezitím to ověřím u spolužáků.
- @Nicolau: rezonanční hybridy? I oni mají zlomkové objednávky dluhopisů, ale nejsou divnější, než by měli být stabilnější? pořadí vazeb obecně (dokonce i koncept pořadí vazeb je na diskusi). Říkám jen to, že molekuly obsahující obzvláště slabé vazby (což je obvykle případ vazebních řádů nižší než 1) mají tendenci být nestabilní vzhledem k množství reakcí schopných tvořit produkty, které mají celkově silnější vazby (kovalentní, iontové nebo jiné). Žádné tajemství zde.