Etsin tätä kysymystä etkä vieläkään voinut ymmärtää. Miksi, $ \ ce {SO4 ^ 2 -} $ älkää muodostavatko 4 oksigeeniä kaksoissidoksia.
Tällöin kaikilla oksigeeneillä on 0 virallista latausta rikki on -2.
Vain kahdessa oksigeenissä on kaksoissidoksia, minkä vuoksi rikkilla ei ole muodollista varausta, kahdella oksygeenillä on -1 muodollista latausta ja kahdella muulla ei muodollista latausta.
Verrattaessa muodollinen rikkihapon -2, se on todellakin vähemmän vakaa kuin ei lainkaan muodollista latausta, ja siksi sen pitäisi olla yleisin resonanssirakenne. Mutta kaikkialla katsoin, että näin ei ollut, $ \ ce {SO4 ^ 2 -} $ loi vain 2 kaksoissidosta, enkä voi ymmärtää miksi. En voi oksigeenit luoda koordinaatiosidoksia rikin kanssa?
Kommentit
- Jos muodolliset varaukset ovat suurempia kuin 1 yhdellä atomilla, on yleensä vähemmän vakaa kuin levittää sitä ympäri. Happi on myös enemmän elektronegatiivista kuin rikki, joten odotamme enemmän negatiivista muodollinen varaus oksigeenien kuin rikin asumisesta. @käyttö
- Itse asiassa kaksoissidoksia on nolla.
- Katso tämä vastaus keskusteluun aiheesta $ \ ce {S O3 ^ 2 -} $, joka on olennaisesti identtinen, mutta puuttuvan hapen (ja siten rikkipitoisen parin) osalta.
Vastaa
Se, mitä olet nähnyt, ei ole tarkka kuvaus sidontatilanteesta tällä hetkellä hyväksytyn teorian mukaisesti. Alla olevassa oikeassa sulfaattirakenteessa on tarkalleen nolla kaksoissidosta. Martin suoritti läheisesti läheiseen sulfiitti-ioniin laskennan (jossa on yksi vähemmän happea, joka johtaa yksinäiseen rikki-pariin), joka osoittaa nollatyyppisiä π-tyyppisiä liitos Orbitaaleja . Valitettavasti en löytänyt sulfaatin rakenteen laskemista pikahaun avulla, mutta voit olla varma, että se on sulfiitin looginen jatke.
Tässä rakenteessa rikkiä ympäröi tarkalleen kahdeksan valenssielektronia oktettisäännön mukaisesti. Jos kohtaat minkä tahansa pääryhmäyhdistelmän, jossa atomin läheisyydessä on enemmän elektroneja kuin oktettisääntö sallii, on todennäköistä, että tämä kuvaus on joko yksinkertaistavaa (esimerkiksi: elektroni-3-keskinen sidos ikään kuin se olisi kaksi yksittäistä sidosta), epävakaa reaktion välituote tai suorastaan virheellinen.
Rikki ei voi muodostaa enempää kuin neljä perinteistä 2-elektroni-2-keskistä sidosta (kaksoissidokset lasketaan kaksi sidosta, kolmoissidokset kolmena joukkovelkakirjona) käytettävissä olevien kiertoradojen puutteen vuoksi. Hyvin emäksisellä, yleisellä ja yksinkertaistetulla tasolla sellainen (paikallinen) 2e2c-sidos muodostuu, kun kunkin atomin kiertorata menee päällekkäin, mikä johtaa sitoutumiseen ja vasta-aineen kiertoradalle. Rikillä on vain neljä tällaista orbitaalia (yksi 3s ja kolme 3p) sitomiseksi, joten kaikki elektronit, jotka ylittävät kahdeksan ensimmäistä, olisi sijoitettava vastaavaan kiertoradalle – mutta se aiheuttaisi pikemminkin sidosjärjestyksen vähenemisen kuin kasvun. p>
Historiallisesti antamasi sulfaatin kuvaus selitettiin rikkillä käyttämällä sen 3D-orbitaaleja sidostamiseen. Nämä kiertoradat ovat virtuaalisia (tyhjiä), mutta ne ovat matemaattisesti olemassa. Heidän energiansa on kuitenkin liian korkea minkään mielekkään sidoksen muodostamiseksi. Voidaan laskea (ja on ollut jostain tältä sivustolta, jota en tällä hetkellä löydä), että d orbitaalien osallistuminen tällaisiin yhdisteisiin on hyvin vähäistä – varmasti paljon pienempi kuin $ \ mathrm {sp ^ 3d} $ tai jopa $ \ mathrm {sp ^ 3d ^ 2} $ hybridirata tarvitsisi. Siksi on parasta, että sulfaatin kaksoissidosten idea poistetaan eilen oppikirjoista.
Vastaus
Sulfaatti-ioni on peräisin rikkihappomolekyylistä:
Kun se käy läpi kemiallisia reaktioita, se yleensä luovuttaa molemmat vedyt $ \ ce {H +} $ -ioneina. Tällöin jää sulfaatti-ioni: $$ \ ce {H2SO4 – > 2H + + SO4 ^ 2 -} $$ Kun $ \ ce {H ^ +} $ -ioni lähtee, se jättää elektronin taakse, joten sen on mentävä jonnekin (se jää $ \ ce {O} $ atom).
Hypoteettisesti, jos $ \ ce {SO4} $ oli olemassa, kaikki $ \ ce {O} $ atomit ovat kaksoissidottu $ \ ce {S} $ , niin rikin valenssikuoressa olisi yhteensä 16 elektronia, mikä tekisi siitä epävakaamman. Mutta pääasiallinen syy on, että rikkillä on ensinnäkin vain 6 valenssielektronia, joten se voi muodostaa vain 6 kovalenttista sidosta.Tämä antaa sille yhteensä 12 valenssielektronia.
Virallisessa latausteoriassa ajatuksena on todellakin yrittää pitää yksittäiset FC: t mahdollisimman lähellä nollaa, mutta myös rikkoa oktettisääntö mahdollisimman vähän. . Sulfaatti-ioni on erittäin stabiili: se, että jokin on ioni, ei tarkoita, että se on epävakaa. Itse asiassa se on usein paljon vakaampi kuin varaamattomat molekyylit.