Hvorfor er obligationsordren på CO + 3,5?

I lang tid lærte man i skole og universiteter, at HOMO af kulilte er anti-binding. Uden mere sammenhæng blev det også ofte lært, at bindingsordningen i CO er tre, da der er otte elektroner i bindingsorbitaler og to i anti-bindingsorbitaler. $$ \ text {Bond-rækkefølge} = \ frac12 (\ text {bonding} – \ text {anti-bonding}) $$ Ved at antage at HOMO er anti-binding (det er det ikke!) og tager en elektron væk, skal bindingsrækkefølgen stige til 3.5. Dette er forkert.

Når vi ser på MO-diagrammet, kan en beregnet version findes her , vi ved, at HOMOen, dvs. 3 σ, er en bindingsbane, mens den anti-bindende bane er 2 σ. Efter ionisering ville vi faktisk fjerne en bindingselektron, og derfor skal bindingsrækkefølgen falde til 2,5 som du foreslog.
Det er dog ikke så let. Strengt taget er nedenstående MO-skema såvel som MO-teorien i sig selv en tilnærmelse og kun en mulig konfiguration. Selvom vi ikke behøver at bruge resonansstrukturer med MO-teori, er vi nødt til at overveje andre konfigurationer (analoge med ophidsede tilstande). Så naturligvis er bindingsrækkefølgen af CO ikke strengt 3. Og at fjerne en elektron betyder ikke, at vi kun fjerner den fra en orbital, snarere end at nedsætte elektrondensiteten. Derfor kan vi ikke nøjagtigt forudsige bindingsrækkefølgen med disse enkle overvejelser.
Eksperimentelle observationer og teoretiske beregninger antyder, at bindingen faktisk bliver stærkere, når man fjerner en elektron. Se linkede spørgsmål og Philipps svar inden for for flere detaljer. (Se ikke på de andre svar, de er så forkerte som de kunne være.)

Kort sagt: Forbindelsesrækkefølgen på $ \ ce {CO} $ er ikke nøjagtigt 3, og fjernelse af en elektron vil ikke øge bindingsrækkefølgen til 3,5. I begge tilfælde er den observerede obligationsrækkefølge sandsynligvis tættere på 2,5, mens eksperimenter antyder, at obligationen er stærkere i $ \ ce {CO +} $.

En orbital med bindingskarakter har ingen knude vinkelret på bindingsaksen; en orbital med anti-bindingskarakter har mindst en node vinkelret på bindingsaksen (elektrondensitet er nul). Strengt taget er der ingen ikke-bindende orbitaler.

Kommentarer

• Bør den sidste sætning ikke være … i kulilte? Iirc, der er et par ikke-bindende orbitaler (på grund af symmetri) f.eks. i $ \ ce {HCl} $.
• @Jan At ' Derfor sagde jeg strengt, at en af de to kategorier passer til enhver orbital. Hvad vi normalt klassificerer som ikke-bindende orbitaler, er lineære kombinationer, der " ikke ' t ændrer sig i energi ". At ' simpelthen ikke er mulig på grund af et eksternt felt. I HCl har de ikke-bindende orbitaler ' ikke en node vinkelret på bindingsaksen (du fangede, at jeg glemte det), så de kan klassificeres som binding.
• @ Martin- マ ー チ ン som vist, har ' ikke $ \ mathrm {3 \ sigma} $ orbital 2 noder vinkelret på bindingsaksen? (eller måske er de ikke noder; ville bare præcisere)
• @Aniruddha du har ret, og min ordlyd er måske en smule slukket. De lodrette knudepunkter passerer gennem kernerne, derfor er der ingen knude på bindingsaksen mellem de respektive kerner, der spænder over den. Hvis du ser på uendelighed af denne akse, er du helt korrekt. Det skulle jeg sandsynligvis gå på pension. Tak, fordi du fangede det.

Dette er en meget god forklaring, jeg fandt her: http://www.answers.com/Q/What_is_the_bond_order_of_CO_plus

CO er ikke et homo-atom som atom C2, N2 eller endda O3, O3 (begge disse kategorier er forskellige: med og uden 2s-2p blanding). Så der er en stor uoverensstemmelse i atomens energiniveauer på 2s, 2p e- af C og O. Som et resultat har 2p (pi) x, 2p (pi) y og 2p (sigma) z lavere energi end 2s (sigma ) *. Så det mistede er fra 2s (sigma) * 2 og ikke 2p (sigma) z. Og dermed stiger obligationsordren fra 3 til 3,5 og falder ikke til 2,5.(Den typiske skolelærebogformel virker ikke for arter som CO, CO + og endda NO, NO + i mange situationer)

Kommentarer

• Jeg ville er meget uenig i, at du betragter answers.com som en god kilde, mindst i sammenligning med ChemSE. Og for det andet er det ' afskrækket at kopiere svar ord-for-ord. >

På grund af lille størrelse og positiv ladning står CO-strukturen over for 2s antikondensafstødning, og når elektronen skubbes ud, fjernes den fra 2s antibonding, så bindingsrækkefølge bliver 3,5

Kommentarer

• Dette diagram er forkert, det viser C- og O-atomenerginiveauerne er de samme. " 2s antikondensafstødning "? Jeg don virkelig ' ved ikke, hvad du ' taler om.