Miért van a CO + 3,5 kötési sorrendje?

Az iskolában és az egyetemeken sokáig azt tanították, hogy a szén-monoxid HOMO kötésgátló. Több összefüggés nélkül azt is gyakran tanították, hogy a kötés rendje A CO három, mivel a kötőpályákon nyolc elektron és a kötésgátló pályákon kettő van. $$ \ text {Bond order} = \ frac12 (\ text {bonding} – \ text {anti-bonding}) $$ Feltételezve, hogy hogy a HOMO anti-kötés (nem az!), és elvesz egy elektront, a kötési sorrendnek 3,5-re kell emelkednie. Ez téves.

Amikor megnézzük a MO diagramot, egy számított verzió megtalálható itt , tudjuk, hogy a HOMO, azaz a 3 σ kötő pálya, míg az anti-kötő pálya a 2 σ. Ionizáláskor valóban eltávolítanánk egy kötőelektront, ezért a kötési sorrendnek 2,5-re kell csökkennie, ahogy javasolta.
Ez azonban nem olyan egyszerű. Szigorúan véve az alábbi MO séma, valamint maga a MO elmélet is közelítés, és csak egy lehetséges konfiguráció. Noha nem kell a rezonancia struktúrákat használni a MO elmélettel, figyelembe kell vennünk más konfigurációkat is (analóg módon a gerjesztett állapotokkal). Tehát természetesen a CO kötési sorrendje nem szigorúan 3. És az elektron eltávolítása nem azt jelenti, hogy az elektron sűrűségének csökkentése helyett csak egy pályáról távolítanánk el. Ezért nem tudjuk pontosan megjósolni a kötés sorrendjét ezekkel az egyszerű megfontolásokkal.
Kísérleti megfigyelések és elméleti számítások azt sugallják, hogy a kötés valóban erősebbé válik az elektron eltávolításakor. További részletekért lásd a kapcsolt kérdést és Philipp válaszát . (Ne nézd meg a többi választ, azok tévednek, amennyire csak lehet.)

Röviden: A $ \ ce {CO} $ kötési sorrendje nem éppen 3, és egy elektron eltávolítása nem növeli a kötvény sorrendjét 3,5-re. Mindkét esetben a megfigyelt kötési sorrend valószínűleg közelebb van a 2,5-höz, míg a kísérletek szerint a kötés erősebb a $ \ ce {CO +} $ értékben.

A kötési karakterű pályán nincs a csomópontra merőleges a kötés tengelyére; egy kötésgátló jellegű pályán legalább egy csomópont merőleges a kötés tengelyére (az elektron sűrűsége nulla). Szigorúan véve nincsenek nem kötődő pályák.

Megjegyzések

• Az utolsó mondat nem „szén-monoxidban” legyen? Iirc, van néhány nem kötő pálya (a szimmetria miatt) pl. a $ \ ce {HCl} $-ban.
• @Jan Ezért ' s ezért mondtam szigorúan, hogy a két kategória egyike bármelyik pályára illeszkedik. Amit általában nem kötődő pályáknak minősítünk, azok lineáris kombinációk, amelyek " nem ' nem változtatják meg az energiát ". Ez ' egyszerűen nem lehetséges külső mező miatt. A HCl-ben a nem kötődő pályáknak nincs ' egy csomópontja, amely merőleges a kötés tengelyére (elkapta, hogy ezt elfelejtettem), ezért besorolásnak minősíthetők.
• @ Martin- マ ー チ ン az ábrán látható módon nincs ' t a $ \ mathrm {3 \ sigma} $ pályán 2 csomópont merőleges a kötés tengelyére? (vagy talán nem csomópontok; csak tisztázni akarták)
• @Aniruddha igazad van, és a megfogalmazásom talán kissé eltér. A merőleges csomópontok áthaladnak a magokon, ezért a kötéstengelyen nincs olyan csomópont, amely az azt átívelő magok között van. Ha megnézzük ennek a tengelynek a végtelenségét, akkor teljesen igaza van. Valószínűleg nyugdíjba kellene mennem. Köszönöm, hogy elkapta.

Ez egy nagyon jó magyarázat, amit itt találtam: http://www.answers.com/Q/What_is_the_bond_order_of_CO_plus

A CO nem homo-atomatom, mint C2, N2 vagy akár O3, O3 (mindkettő ezek a kategóriák különbözőek: 2s-2p keveréssel és anélkül). Tehát nagy az eltérés a 2s, a C és O 2p e- atomenergia-szintjeiben. Ennek eredményeként 2p (pi) x, 2p (pi) y és 2p (sigma) z energiája alacsonyabb, mint 2s (sigma) ) *. Tehát az e- elveszett érték 2s (sigma) * 2 és nem 2p (sigma) z. Ezért a kötvény sorrendje 3-ról 3,5-re növekszik, és nem csökken 2,5-re.(A tipikus iskolai tankönyvképlet sok esetben nem működik olyan fajoknál, mint a CO, CO + és még NO, NO +)

Megjegyzések

• nagyon nem értek egyet azzal, hogy a Answers.com webhelyet jó forrásnak tekintik, legalábbis a ChemSE-hez képest. És mindenekelőtt ' nem ajánlott a válaszokat szóról szóra másolni.

A kicsi méret és a pozitív töltés miatt a CO-szerkezet 2s ellengátló taszítással áll szemben, és amikor az elektron kilökődik, eltávolításra kerül 2 másodperctől kezdve, így a kötés sorrendje 3,5

Megjegyzések

• Ez a diagram helytelen, azt ábrázolja, hogy a C és O atomenergia szintje megegyezik-e. 67ddbe6659 “>