Ovatko molekyylit, joilla on sidosjärjestys, vähemmän kuin yksi stabiili? Professorini kommentoi, että he olivat ”tuskin elossa”, mutta mitä hän tarkoittaa tieteellisesti?
Tiedän, että molekyylejä, joiden murtosidosjärjestys on suurempi kuin yksi, voi olla olemassa – ts. typpioksidin sidosjärjestys on 2,5 (MO-laskelmien avulla) ja se on hyvin.
Niin ovat molekyylit, joiden murtosidosjärjestys on alle yhden, on vain hyvin epävakaa?
kommentit
- Ksenonfluoridin ja jaloimpien kaasuyhdisteiden sidosjärjestys olisi 1/2 ja itsessään ne ovat melko stabiileja, vaikka ne ovatkin joitain vahvimmista järjestäjistä.
- @ user2617804 Sinun on ehkä kopioitava, poistettava ja lähetettävä uudelleen tämän kommentin muokattu versio. Jotenkin " hapettavasta " tuli " järjestävä ".
vastaus
Molekyylit, joiden sidos on alle 1, voivat olla siinä mielessä täysin stabiileja että niiden tuloksena oleva molekyylirakenne on energiapotentiaalissa. Tarkkaan ottaen riittää, että kun $ T = \ pu {0 K} $ ja ilman vuorovaikutusta aineen tai kenttien kanssa, molekyyli ei hajoa spontaanisti. Ei kuitenkaan tarvitse mennä niin pitkälle, että tällaista molekyyliä suojataan hajoamiselta; on olemassa esimerkkejä lajeista, jotka ovat kemiallisesti tärkeitä normaaleissa laboratorio-olosuhteissa.
Kun kaikki muut asiat ovat tasa-arvoisia, on totta, että lajit, joiden sidosjärjestys on alle 1, ovat suhteellisen epävakaita. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että murtosidos on suhteellisen heikko (vaatii suhteellisen vähän aktivointienergiaa hajoamiseen, eli pienempi $ E_ \ mathrm {a} $), ja koska useimmissa tapauksissa molekyyli voi reagoida muiden aineiden kanssa siten, että muodostavat tuotteita, joissa on kaikki kovalenttiset joukkovelkakirjat, joiden joukkoluokka on vähintään 1 (mikä lisää useimpien reaktioiden exergonisuutta eli negatiivisempaa $ \ Delta_ \ mathrm {r} G $).
Koska reaktion kineettinen este on verrattain pieni ja termodynaaminen reaktiovoima on verrattain suuri, lajit, joiden sidosjärjestys on alle 1, tarvitsevat jonkin verran ylimääräistä suojaa maailmaa vastaan pysyäkseen yhtenä kappaleena. Esimerkiksi diboraani ja trimetyylialumiini ovat yhdisteitä, joiden sidokset ovat luokkaa 0,5 ja jotka ovat loputtomiin vakaana puhtaana, ne syttyvät itsestään ilmassa altistumisesta hapelle ja kosteudelle. Kuten huomautuksissa perustellusti huomautettiin, jalokaasuyhdisteet vaativat murto-sidosjärjestyksiä, mutta useita yhdisteitä voidaan kuitenkin saada ja varastoida (erityisesti ksenoniyhdisteet), vaikka ne ovat yleensä herkkiä kosteudelle ja lämmitykselle. Boori on vastuussa myös erittäin mielenkiintoisesta yhdisteiden luokasta , jossa monet booriatomit kiinnittyvät toisiinsa häkkimäisissä rakenteissa, joissa on hyvin monimutkainen sitoutuminen, missä murto-osassa joukkovelkakirjat ovat mukana. Jotkut suuremmista ja symmetrisemmistä rakenteista voivat olla suhteellisen vakaita, erityisesti riittävien substituenttien kanssa.
Avaruudessa ei todellakaan ole paljon mitään ympärillä, joten voit odottaa löytävänsä joitain molekyylejä, joiden kelluvat murto-sidosjärjestykset ovat. Todellakin löytyy trihydrogen kationi , joka on itse asiassa yksi yleisimmistä ioneista maailmankaikkeudessa!
Kommentit
- Kiitos. Oletetaan, että opettajani on väärässä. Olen ' yritän edelleen löytää hänen tarkan lausuntonsa, mutta aion tarkistaa tällä välin luokkatovereiden kanssa.
- @Nicolau: Entä Heillä on myös murto-osuuksia, mutta niiden ' t ei pitäisi olla vakaampia?
- @Kaumudi -resonanssi on hieno. Murtolukuissa ei ole mitään erityistä joukkovelkakirjatilaukset yleensä (jopa joukkovelkakirjojen käsitteestä on keskusteltavissa). I ' m sanon vain, että molekyylit, jotka sisältävät erityisen heikkoja joukkovelkakirjoja (mikä yleensä tapahtuu matalamman joukkolainatilauksen tapauksessa) kuin 1) ovat yleensä epävakaita lukuisia reaktioita, jotka kykenevät muodostamaan tuotteita, joilla on yleisesti vahvempi sitoutuminen (kovalenttinen, ioninen tai muuten). Ei mitään mysteeriä.