Megnéztem ezt a kérdést, és még mindig nem tudtam megérteni. Miért, a $ \ ce {SO4 ^ 2 -} $ ne hozzon létre kettős kötést a 4 oxigénből.
Ebben az esetben az összes oxigénnek 0 hivatalos töltése lesz, míg a kénnek -2 lesz.
Amit láttam, csak 2 oxigén hoz létre kettős kötést, aminek következtében a kénnek nincs hivatalos töltése, 2 oxigénnek -1 formális töltete van és 2 másiknak nincs formális töltése.
Összehasonlításkor formális -2 töltés a kénen, ez valóban kevésbé stabil, mint egyáltalán nincs hivatalos töltés, és ezért kell a leggyakoribb rezonancia-struktúrának lennie. De bárhol néztem, nem ez volt a helyzet, $ \ ce {SO4 ^ 2 -} $ csak 2 kettős kötést hozott létre, és nem tudom megérteni, miért. Nem tudják az oxigének koordinációs kötelékeket létrehozni a kénnel?
Megjegyzések
- Ha egyetlen atomnál nagyobb a formális töltés, mint 1, az általában kevésbé stabil lesz, mint eloszlatva. Az oxigén elektronegatívabb, mint a kén, ezért a negatívumtól többet várnánk formális töltés az oxigéneken való tartózkodásra, mint a kén. @ vendégértékelés
- Valójában nulla kettős kötés van.
- Lásd ezt a választ a $ \ ce {S témáról folytatott beszélgetéshez O3 ^ 2 -} $, amely lényegében megegyezik, de hiányzik az oxigén (és így a kénes magányos pár).
Válasz
Amit látott, az nem pontosan ábrázolja a kötés helyzetét a jelenleg elfogadott elmélet szerint. Az alábbiakban bemutatott szulfát helyes szerkezete pontosan nulla kettős kötést tartalmaz. Martin számítást végzett a szorosan rokon szulfitionon (amelyben eggyel kevesebb oxigén vezet a kén egyedüli párjához), amely nulla π típusú kötőpályát mutat . Sajnos egy gyors keresés során nem találtam szulfát szerkezetének kiszámítását, de biztos lehet benne, hogy ez lesz a szulfit logikai kiterjesztése.
Ebben a struktúrában a ként pontosan nyolc vegyértékes elektron veszi körül, ahogyan azt az oktett szabály megjósolja. Ha olyan főcsoport-vegyület ábrázolásával találkozik, amelyben egy atomnak több elektronja van a közelében, mint amennyit az oktett-szabály megenged, akkor valószínű, hogy ez az ábrázolás vagy leegyszerűsíti (például: egy 4- elektron-3-centrális kötés, mintha két egyszeres kötés lenne), az instabil reakció közbülső vagy egyenesen hibás.
A kén nem képezhet négynél több hagyományos 2-elektron-2-középkötést (kettős kötés számít két kötés, hármas kötés, mint három kötés) a rendelkezésre álló pályák hiánya miatt. Nagyon alapos, általános és leegyszerűsített szinten ilyen (lokalizált) 2e2c kötés jön létre, amikor az egyes atomok pályája átfedésben van, ami kötést és egy ellenálló pályát eredményez. A kénnek csak négy ilyen pályája áll rendelkezésre (egy 3 és három 3p) a kötéshez, ezért az első nyolcat meghaladó elektront egy ellenálló pályára kell helyezni – de ez a kötés sorrendjének csökkenését, nem pedig növekedését okozná. p>
Történelmileg az Ön által adott szulfát ábrázolását a kén „magyarázta meg”, 3D kötéspályáival a kötéshez. Ezek a pályák virtuálisak (nincsenek elfoglalva), de matematikailag léteznek. Energiájuk azonban túl magas ahhoz, hogy bármilyen értelmes kötelék létrejöjjön. Kiszámítható (és valahol ezen a webhelyen jelenleg nem találom), hogy d pályák részvétele az ilyen vegyületekben nagyon alacsony – természetesen jóval alacsonyabb, mint egy $ \ mathrm {sp ^ 3d} $ vagy akár $ \ mathrm {sp ^ 3d ^ 2} $ hibrid pályára lenne szükség. Ezért a legjobb, ha tegnap kitisztítjuk a szulfátban lévő kettős kötések gondolatát.
Válasz
A szulfátion a kénsavmolekulából származik:
Amikor kémiai reakciókon megy keresztül, általában mindkét hidrogént $ \ ce {H +} $ ionként adományozza. Ez hátrahagyja a szulfátiont: $$ \ ce {H2SO4 – > 2H + + SO4 ^ 2 -} $$ Amikor a $ \ ce {H ^ +} $ ion távozik, otthagyja az elektronját, ezért valahová kell mennie (a $ \ ce {O} $ atom).
Hipotetikusan, ha létezik $ \ ce {SO4} $ , minden $ \ ce {O} $ atom kettős kötéssel a $ \ ce {S} $ , akkor a kén vegyértékhéjában összesen 16 elektron lenne, ami instabillá tenné. De a fő ok az, hogy a kénnek eleve csak 6 vegyértékelektronja van, ezért csak legfeljebb 6 kovalens kötést képes kialakítani.Ez összesen 12 vegyértékelektront eredményez.
A formális töltéselméletben az az elképzelés, hogy megpróbáljuk az egyes FC-ket a lehető legközelebb a nullához tartani, de az oktett-szabályt is a lehető legkevésbé tegyük meg. . A szulfátion nagyon stabil: csak azért, mert valami ion, még nem jelenti azt, hogy instabil. Valójában gyakran sokkal stabilabb, mint a töltés nélküli molekuláké.