Le diborane a la propriété intéressante davoir deux liaisons 3-centrées qui sont chacune maintenues ensemble par seulement 2 électrons (voir le schéma ci-dessous, de Wikipédia ). Celles-ci sont connues sous le nom de «obligations banane».
Je suppose quil y a une sorte dhybridation de liaisons en cours, mais la géométrie ne semble pas être similaire à tout ce que je suis familier avec Carbon. De quel type dhybridation sagit-il, et pourquoi ne voyons-nous pas beaucoup (aucune?) autres molécules avec cette structure de liaison?
Réponse
Regardez attentivement, cest tétraédrique (déformé) – quatre groupes à des positions presque symétriques dans lespace 3D {*}. Lhybridation est donc $ sp ^ 3 $.
Comme vous pouvez le voir, la forme est déformée, mais elle est tétraédrique. Techniquement, on peut dire que les liaisons banane sont constituées dorbitales similaires à $ sp ^ 3 $ mais pas exactement (comme deux orbitales $ sp ^ {3.1} $ et deux orbitales $ sp ^ {2.9} $ – puisque lhybridation est juste addition de fonctions donde, on peut toujours changer les coefficients pour donner une géométrie correcte) Je ne suis pas trop sûr de cela cependant.
$ \ ce {B} $ a un shell de valence $ 2s ^ 22p ^ 1 $, donc trois liaisons covalentes lui donnent un octet incomplet. $ \ Ce { BH3} $ a une orbitale $ 2p $ vide. Cette orbitale chevauche le nuage dobligations $ \ ce {BH} $ $ \ sigma $ existant (dans un $ \ ce {BH3} $ voisin) et forme une liaison 3c2e.
Il semble quil y ait beaucoup plus de composés à géométrie 3c2e . Javais complètement oublié quil y avait des séries homologues entières « sous » boranes » qui ont tous des liaisons 3c2e (mais pas la même structure)
Et il y a également des composés dindium et de gallium. Toujours groupe IIIA, bien que ce soient des métaux. Je suppose quils, comme $ \ ce {Al} $, forme toujours des liaisons covalentes.
Donc, la raison fondamentale pour laquelle cela se produit est due à un octet incomplet qui veut se remplir.
Notez que « banana » nest pas nécessairement uniquement pour les liaisons 3c2e . div id = « aa590a8738 »>
liaison pliée est appelée liaison « banane ».
Concernant les structures similaires, $ \ ce {BeCl2} $ et $ \ ce {AlCl3} $ viennent à lesprit, mais les deux ont la structure via des liaisons datives (coordonnées) . De plus, $ \ ce {BeCl2} $ est planaire.
Se faufile et vérifie Wikipédia. Wikipédia dit que $ \ ce {Al2 (CH3) 6} $ est similaire dans sa structure et son type dobligation.
Je suppose nous avons moins de tels composés car il y a relativement peu déléments ($ \ ce {B} $ group à peu près) avec des électrons de valence $ \ leq3 $ qui forment des liaisons covalentes (critères de lorbitale vide). De plus, $ \ ce {Al} $ est un cas incertain – il ressemble à la fois aux liaisons covalentes et ioniques. Aussi, pour cette géométrie (soit par des liaisons banane, soit par des liaisons datives), je suppose que les tailles relatives comptent également – puisque $ \ ce {BCl3} $ est un monomère même si $ \ ce {Cl} $ a une paire isolée et peut former une liaison dative.
* Peut-être êtes-vous habitué à la vue de la structure tétraédrique avec un atome en haut? Inclinez mentalement latome de bore jusquà ce quun hydrogène soit en haut. Vous devriez réalisez que cest tétraédrique aussi.
Commentaires
- Je vois comment il pourrait avoir un tétraédrique forme, mais il semble que cela ne ‘ t en raison de la déformation.
- @jonsca: Tétraédrique déformé. Oui, on peut dire que lhybridation nest pas ‘ t exactement $ sp ^ 3 $ (modifier à venir)
- Dailleurs: bon nombre des composés formés par les éléments du groupe bore affichent des liaisons 3c2e … Outre les multitudes de bore (les boranes présentent déjà une riche diversité!) Et de composés daluminium, il existe des composés de gallium et dindium afficher les liaisons 3c2e; par exemple. ici , ici , ici , ici et ici . Je ‘ je suis sûr quil y en a plus …
- Il faut être prudent en parlant dhybridation. Il peut être utilisé comme un concept expliquant une certaine situation de liaison qui résulte dune certaine composition géométrique dune molécule. De plus, la plupart des molécules liées par covalence ont des liaisons plus centrées.
- AFAIK, les liaisons banane se produisent dans les hydrures de carbonyles métalliques et dans les carbonyles métalliques eux-mêmes. Ils sont cependant accompagnés dune liaison sigma directe.
Réponse
Voici un graphique de la théorie quantique des atomes dans les molécules répondent à votre question. Jai montré les chemins de liaison de $ \ ce {B2H6} $. En effet, ils ressemblent à des bananes mais il est intéressant de noter quils sont courbés vers lintérieur, contrairement au cas du cyclopropane qui sont courbés vers lextérieur.
(Lhybridation nexiste pas.De plus, je ne sais pas sil y a lieu dattribuer un « nombre délectrons » – comme si ce sont des aliquotes – à une interaction de liaison.)
Notez également que jai tracé les chemins de liaison entre les B « et les quatre hydrogènes similaires en tant que solide (covalent), et lensemble des chemins de liaison le long du » pont « en pointillé (non covalent). En effet, le signe des Laplaciens de la densité électronique à leurs points critiques bonc respectifs (sphères jaunes) est opposé.
Commentaires
- Par chemins de liaison, je suppose que vous entendez une courbe de densité électronique maximale entre les atomes?
- Techniquement, lascension la plus raide chemin à travers la densité électronique reliant les deux atomes.
- Pourriez-vous ajouter un niveau de théorie, sil vous plaît. Je ne sais pas quel autre type de lien pourrait exister entre le bore et lhydrogène, certainement pas ionique.
- @Martin Je ne peux ‘ me rappeler quel La théorie est, probablement B3LYP / 6-31G *
- Lhydribisation ‘ nexiste pas ‘ peut être vraie, mais il nexiste pas non plus. Le concept est utile pour les explications, donc cette réponse pourrait être grandement améliorée en expliquant pourquoi la vue de lhybridation conduit à une réponse disjointe de la chimie physique de la situation.