Pourquoi lordre des obligations est-il CO + 3,5?

Pendant longtemps, on a enseigné dans les écoles et les universités que le HOMO du monoxyde de carbone est anti-liant. Sans plus de contexte, on a aussi souvent enseigné que lordre des liens dans CO est trois, car il y a huit électrons dans les orbitales de liaison et deux dans les orbitales anti-liaison. $$ \ text {Ordre des liaisons} = \ frac12 (\ text {liaison} – \ text {anti-liaison}) $$ En supposant que le HOMO est anti-liaison (ce nest pas le cas!) et enlève un électron, lordre de liaison doit augmenter à 3,5. Cest faux.

Lorsque nous regardons le diagramme MO, une version calculée peut être trouvée ici , nous savons que le HOMO, cest-à-dire 3 σ, est une orbitale de liaison, tandis que lorbite anti-liaison est la 2 σ. Lors de lionisation, nous supprimerions en effet un électron de liaison et donc lordre de liaison doit diminuer à 2,5 comme vous lavez suggéré.
Cependant, ce nest pas si simple. À proprement parler, le schéma MO ci-dessous est, ainsi que la théorie MO elle-même, une approximation et une seule configuration possible. Bien que nous nayons pas à utiliser de structures de résonance avec la théorie MO, nous devons considérer dautres configurations (analogues aux états excités). Donc, naturellement, lordre de liaison du CO nest pas strictement 3. Et supprimer un électron ne signifie pas que nous le supprimons dune seule orbitale, plutôt que de diminuer la densité électronique. Par conséquent, nous ne pouvons pas prédire avec précision lordre des liaisons avec ces simples considérations.
Des observations expérimentales et des calculs théoriques suggèrent que la liaison devient en effet plus forte lors du retrait dun électron. Voir la question liée et la réponse de Philipp dans pour plus de détails (ne regardez pas les autres réponses, elles sont aussi fausses quelles pourraient lêtre.)

En bref: lordre des liaisons de $ \ ce {CO} $ nest pas exactement 3 et la suppression dun électron naugmentera pas lordre des liaisons à 3,5. Dans les deux cas, lordre des liaisons observé est probablement plus proche de 2,5, alors que les expériences suggèrent que la liaison est plus forte dans $ \ ce {CO +} $.

Une orbitale à caractère de liaison na pas de nœud perpendiculaire à laxe de liaison; une orbitale à caractère anti-liaison a au moins un nœud perpendiculaire à laxe de liaison (la densité électronique est nulle). Il n’existe pas à proprement parler d’orbitales sans liaison.

Commentaires

• La dernière phrase ne devrait-elle pas être «… dans le monoxyde de carbone»? Iirc, il y a quelques orbitales non liées (en raison de la symétrie), par ex. dans $ \ ce {HCl} $.
• @Jan Que ' s pourquoi jai dit strictement, lune des deux catégories sadaptera à nimporte quelle orbitale. Ce que nous classons généralement comme orbitales sans liaison sont des combinaisons linéaires qui " ne ' t changer dénergie ". Cela ' est tout simplement impossible en raison dun champ externe. Dans HCl, les orbitales non liées nont ' t avoir un nœud perpendiculaire à laxe de liaison (vous avez remarqué que jai oublié cela), donc elles peuvent être classées comme liaison.
• @ Martin- マ ー チ ン comme indiqué, est-ce que ' t lorbite $ \ mathrm {3 \ sigma} $ a 2 nœuds perpendiculaires à laxe des liaisons? (ou peut-être que ce ne sont pas des nœuds; je voulais juste clarifier)
• @Aniruddha vous avez raison, et ma formulation est peut-être un peu fausse. Les nœuds perpendiculaires traversent les noyaux, il ny a donc pas de nœud sur laxe de liaison entre les noyaux respectifs qui le recouvrent. Si vous regardez linfini de cet axe, vous avez absolument raison. Je devrais probablement retirer cela. Merci de lavoir attrapé.

Voici une très bonne explication que jai trouvée ici: http://www.answers.com/Q/What_is_the_bond_order_of_CO_plus

Le CO nest pas un atome homo-nucléaire comme C2, N2 ou même O3, O3 (les deux ces catégories sont différentes: avec et sans mélange 2s-2p). Il y a donc une grande différence dans les niveaux dénergie atomique de 2s, 2p e- de C et O.En conséquence, 2p (pi) x, 2p (pi) y et 2p (sigma) z ont une énergie inférieure à 2s (sigma ) *. Donc le-lost est de 2s (sigma) * 2 et non de 2p (sigma) z. Et par conséquent, lordre des liaisons augmente de 3 à 3,5 et ne diminue pas à 2,5.(La formule typique des manuels scolaires ne fonctionne pas pour des espèces comme CO, CO + et même NO, NO + dans de nombreuses situations)

Commentaires

• Je le ferais Je ne suis pas du tout daccord avec le fait que vous considérez answers.com comme une bonne source, au moins par rapport à ChemSE. Et deuxièmement, il ' est découragé de copier les réponses mot pour mot.

En raison de sa petite taille et de sa charge positive, la structure du CO fait face à une répulsion anti-adhérente 2s et lorsque lélectron est éjecté, il est supprimé à partir de 2 s anti-collage pour que lordre des obligations devienne 3,5

Commentaires

• Ce diagramme est incorrect, il montre que les niveaux dénergie atomique C et O sont identiques. " 2s répulsion anti-adhérente "? Je ne ' Je ne sais pas de quoi vous ' parlez.