Talrige online referencer siger, at $ \ ce {SCN -} $ har to resonansstrukturer: 
Jeg undrer mig over, hvorfor denne struktur ikke også er mulig?
Jeg forventer, at struktur 3 er sjælden på grund af de høje formelle afgifter, men skulle det ikke være inkluderet som en mulig resonansstruktur?
Desuden er der uenighed om, hvorvidt struktur 1 eller struktur 2 er mere almindelig. Jeg forventer, at struktur 2 er mere almindelig, fordi den negative ladning er på det mere elektronegative N-atom dette regneark siger dog, at struktur 1 er mere almindelig. På den anden side denne video siger, at struktur 2 er mere almindelig. Hvilken skal det være?
Kommentarer
- Hvad mener du med min " mere almindelig "?
Svar
Først skal jeg bemærke forkert brug af udtrykkene fælles og sjældne da vi ikke skal svare på, hvilken struktur der oftest forekommer. Jeg betragter dette som på grund af ikke nøje udvalgte ord.
Vi er nødt til at forudsige, hvilken af de ovennævnte skitserede begrænsende strukturer, der er den mere stabile eller præcist den mest vigtige, f.eks. at komme ind i den molekylære orbital med højere vægt.
Den, du foreslog, er virkelig mulig, og du ved også, hvorfor ikke den største bidragsyder, og endda ikke en større, er.
Normalt, som du sagde, skelnes mellem strukturer med en formel ladning ved at placere den i henhold til elementerne elektronegativitet.
I vores tilfælde peger denne regel på struktur 2 med negativ ladning på kvælstof.
Imidlertid undersøger vi energien i de tilsvarende bindinger, at 2 er en cumulen, som ikke er en særlig stabil konfiguration omkring et kulstofatom.
Modsat i 1, opnås en stabil CN tredobbeltbinding, hvor det store svovlatom stadig er i stand til at sprede elektrondensitet over sig selv.
Vi står derfor over for en sag, hvor det ikke er meget let at besvare, og jeg bliver selv nødt til at tvivle.
Som en kendsgerning, husker jeg, at 1 faktisk er den største bidragyder. I SCN-anion er den negative ladning ca. 50% på svovl og 30% på kvælstofsiden. Men på værdierne kan jeg tage fejl.
Svar
Jeg udførte en hurtig beregning på DF-BP86 / def2-SVP niveau af teori og analyserede det med Natural Resonance Teori (fra Natural Bond Orbital Theory). Dette resulterer i følgende vigtige bidragydere til denne bølgefunktion: $$ \ left [\ underset {(1)} {\ overset {67.49 \%} {\ ce {^ – SC # N}}} \ ce {< – >} \ underset {(2)} {\ overset {21.25 \%} {\ ce {S = C = N ^ -} }} \ right] $$
Den tredje bidragyder er en underlig struktur med en “langdistancebinding” mellem svovl og kvælstof med $ 7,22 \% $. Alle andre bidrag forsømmes / kasseres.
Selvom din struktur 3 faktisk er en gyldig bidragsyder, vil dens faktiske bidrag være meget lille. Ved at tvinge programmet til at bruge det som en struktur resulterede det i en fejl, da det ikke var i stand til at matche orbitalerne til denne struktur. Årsagen til det er sandsynligvis, at overlapningen mellem svovl og kulstof er for dårlig til, at det rent faktisk kan betragtes som et godt bidrag. Dette ville også forklare det mindre bidrag fra den anden struktur.
Her er de lokaliserede (ifølge NBO) molekylære orbitaler:
(Farvekode: blå / orange – optaget molekylær orbital [Lewis]; rød / gul – virtuel molekylær orbital [unorccupied, non-Lewis])
De samlede bidrag i form af atomorbitaler til ovenstående:
(Occupancy) Bond orbital / Coefficients / Hybrids ------------------ Lewis ------------------------------------------------------ 8. (1.98209) LP ( 1) S 1 s( 79.86%)p 0.25( 20.13%)d 0.00( 0.01%) 9. (1.77474) LP ( 2) S 1 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) 10. (1.77474) LP ( 3) S 1 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) 11. (1.96342) LP ( 1) N 3 s( 52.42%)p 0.91( 47.54%)d 0.00( 0.04%) 12. (1.99743) BD ( 1) S 1- C 2 ( 44.86%) 0.6698* S 1 s( 20.64%)p 3.81( 78.61%)d 0.04( 0.75%) ( 55.14%) 0.7425* C 2 s( 51.41%)p 0.94( 48.47%)d 0.00( 0.12%) 13. (1.99846) BD ( 1) C 2- N 3 ( 41.02%) 0.6404* C 2 s( 48.44%)p 1.06( 51.48%)d 0.00( 0.08%) ( 58.98%) 0.7680* N 3 s( 48.02%)p 1.08( 51.75%)d 0.00( 0.23%) 14. (1.99735) BD ( 2) C 2- N 3 ( 43.98%) 0.6632* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) ( 56.02%) 0.7485* N 3 s( 0.00%)p 1.00( 99.80%)d 0.00( 0.20%) 15. (1.99735) BD ( 3) C 2- N 3 ( 43.98%) 0.6632* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) ( 56.02%) 0.7485* N 3 s( 0.00%)p 1.00( 99.80%)d 0.00( 0.20%) ---------------- non-Lewis ---------------------------------------------------- 16. (0.01904) BD*( 1) S 1- C 2 ( 55.14%) 0.7425* S 1 s( 20.64%)p 3.81( 78.61%)d 0.04( 0.75%) ( 44.86%) -0.6698* C 2 s( 51.41%)p 0.94( 48.47%)d 0.00( 0.12%) 17. (0.01384) BD*( 1) C 2- N 3 ( 58.98%) 0.7680* C 2 s( 48.44%)p 1.06( 51.48%)d 0.00( 0.08%) ( 41.02%) -0.6404* N 3 s( 48.02%)p 1.08( 51.75%)d 0.00( 0.23%) 18. (0.22011) BD*( 2) C 2- N 3 ( 56.02%) 0.7485* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) ( 43.98%) -0.6632* N 3 s( 0.00%)p 1.00( 99.80%)d 0.00( 0.20%) 19. (0.22011) BD*( 3) C 2- N 3 ( 56.02%) 0.7485* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) ( 43.98%) -0.6632* N 3 s( 0.00%)p 1.00( 99.80%)d 0.00( 0.20%)
På terminologien. Alchimista forklarede allerede det meste af dette, men jeg kan ikke understrege nok: Der er ikke noget som en mest stabil resonansstruktur. Derfor, når du siger fælles, mener du sandsynligvis et stort bidrag til bølgefunktionen, og når du siger sjælden, du betyder sandsynligvis lidt bidrag. Ingen af resonansstrukturer kan være uafhængige af hinanden, da de alle er hypotetiske.
Læs mere om det her: Hvad er resonans, og er resonansstrukturer reelle?