Zahlreiche Online-Referenzen besagen, dass $ \ ce {SCN -} $ zwei Resonanzstrukturen aufweist: 
Ich frage mich, warum diese Struktur nicht auch möglich ist?
Ich erwarte, dass Struktur 3 aufgrund der hohen formalen Gebühren selten ist, sollte es aber nicht sein als mögliche Resonanzstruktur enthalten?
Darüber hinaus besteht Uneinigkeit darüber, ob Struktur 1 oder Struktur 2 häufiger vorkommt. Ich würde erwarten, dass Struktur 2 häufiger vorkommt, da sich die negative Ladung auf dem elektronegativeren N-Atom befindet dieses Arbeitsblatt besagt jedoch, dass Struktur 1 häufiger vorkommt. Andererseits dieses Video sagt, dass Struktur 2 häufiger ist. Welche sollte es sein?
Kommentare
- Was meinst du mit meiner " häufiger "?
Antwort
Zuerst muss ich die missbräuchliche Verwendung beachten der Begriffe häufig und selten , da wir nicht beantworten sollen, welche Struktur am häufigsten auftritt. Ich halte dies für nicht sorgfältig ausgewählte Wörter.
Wir müssen vorhersagen, welche der oben skizzierten Grenzstrukturen die stabilere oder genau die wichtigste ist, z. das Eintreten in das Molekülorbital mit höherem Gewicht.
Das von Ihnen vorgeschlagene ist tatsächlich möglich, und Sie wissen auch, warum nicht der Hauptverursacher und sogar nicht der Hauptverursacher ist.
Wie Sie bereits sagten, erfolgt das Unterscheiden zwischen Strukturen mit einer formalen Ladung normalerweise durch Platzieren gemäß den Elementen Elektronegativität.
In unserem Fall verweist diese Regel auf Struktur 2 mit dem negative Ladung auf Stickstoff.
Bei der Untersuchung der Energie der entsprechenden Bindungen stellen wir jedoch fest, dass 2 ein Cumulen ist, das keine besonders stabile Konfiguration um ein Kohlenstoffatom darstellt.
Gegenüber in In 1 wird eine stabile CN-Dreifachbindung erreicht, wobei das große Schwefelatom immer noch in der Lage ist, die Elektronendichte über sich selbst zu verteilen.
Wir stehen daher vor einem Fall, der nicht leicht zu beantworten ist, und ich selbst muss zweifeln.
Ich erinnere mich, dass 1 tatsächlich der Major ist Mitwirkender. Im SCN-Anion beträgt die negative Ladung auf Schwefel etwa 50% und auf der Stickstoffseite 30%. Aber bei den Werten kann ich mich irren.
Antwort
Ich habe eine schnelle Berechnung des theoretischen Niveaus DF-BP86 / def2-SVP durchgeführt und es mit Natural Resonance analysiert Theorie (aus der Natural Bond Orbital Theory). Dies führt zu den folgenden Hauptbeiträgen zu dieser Wellenfunktion: $$ \ left [\ underset {(1)} {\ overset {67.49 \%} {\ ce {^ – SC # N}}} \ ce {< – >} \ underset {(2)} {\ overset {21.25 \%} {\ ce {S = C = N ^ -} }} \ right] $$
Der dritte Beitrag ist eine seltsame Struktur mit einer „Fernbindung“ zwischen Schwefel und Stickstoff mit $ 7,22 \% $. Alle anderen Beiträge werden vernachlässigt / verworfen.
Während Ihre Struktur 3 tatsächlich ein gültiger Beitrag ist, ist ihr tatsächlicher Beitrag sehr gering. Das Programm zur Verwendung als Struktur zu zwingen, führte zu einem Fehler, da die Orbitale nicht mit dieser Struktur übereinstimmen konnten. Der Grund dafür ist wahrscheinlich, dass die Überlappung zwischen Schwefel und Kohlenstoff zu gering ist, um tatsächlich als guter Beitrag angesehen zu werden. Dies würde auch den geringeren Beitrag der zweiten Struktur erklären.
Hier sind die lokalisierten (gemäß NBO) Molekülorbitale:
(Farbcode: blau / orange besetztes Molekülorbital [Lewis]; rot / gelb – virtuelles Molekülorbital [unbesetzt, nicht Lewis])
Die Gesamtbeiträge in Form von Atomorbitalen zu den oben genannten:
(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%)
Zur Terminologie. Alchimista hat das meiste bereits erklärt, ich kann jedoch nicht genug betonen: Es gibt keine stabilste Resonanzstruktur. Wenn Sie also gemeinsam sagen, meinen Sie wahrscheinlich einen großen Beitrag zur Wellenfunktion, und wenn Sie selten sagen, Sie wahrscheinlich wenig Beitrag bedeuten. Keine der Resonanzstrukturen kann unabhängig voneinander sein, da sie alle hypothetisch sind.
Lesen Sie hier mehr darüber: Was ist Resonanz und sind Resonanzstrukturen real?