Cosa rende possibili i legami di banana nel diborano?

Guarda attentamente, è tetraedrico (distorto): quattro gruppi in posizioni quasi simmetriche nello spazio 3D {*}. Quindi libridazione è $ sp ^ 3 $.

Come puoi vedere, la forma è distorta, ma è tetraedrica. Tecnicamente, si può dire che i legami di banana siano costituiti da orbitali simili a $ sp ^ 3 $ ma non esattamente (come due $ sp ^ {3.1} $ e due $ sp ^ {2.9} $ orbitali – poiché libridazione è solo aggiunta di funzioni donda, possiamo sempre cambiare i coefficienti per dare una geometria adeguata). Tuttavia, non ne sono molto sicuro.

$ \ ce {B} $ ha un guscio di valenza $ 2s ^ 22p ^ 1 $, quindi tre legami covalenti gli danno un ottetto incompleto. $ \ Ce { BH3} $ ha un orbitale $ 2p $ vuoto. Questo orbitale si sovrappone alla nuvola di legame $ \ ce {BH} $ $ \ sigma $ esistente (in una $ \ ce {BH3} $ vicina) e forma un legame 3c2e.

Sembra che ci siano molti più composti con geometria 3c2e . “Mi ero completamente dimenticato che cerano intere serie omologhe” sotto “borani” che hanno tutti legami 3c2e (sebbene non la stessa struttura)

E ci sono anche composti di indio e gallio. Ancora gruppo IIIA, sebbene questi siano metalli. Immagino che, come $ \ ce {Al} $, forma ancora legami covalenti.

Quindi la ragione fondamentale per questo accade è dovuta a un ottetto incompleto che vuole riempirsi.

Tieni presente che “banana” non è necessariamente solo per le obbligazioni 3c2e . Qualsiasi bent bond è chiamato legame “banana”.

Riguardo a strutture simili, vengono in mente $ \ ce {BeCl2} $ e $ \ ce {AlCl3} $, ma entrambi hanno la struttura tramite legami dativi (coordinate) . Inoltre, $ \ ce {BeCl2} $ è planare.

Si intrufola e controlla Wikipedia. Wikipedia dice che $ \ ce {Al2 (CH3) 6} $ è simile per struttura e tipo di obbligazione.

Immagino abbiamo meno tali composti perché ci sono relativamente pochi elementi ($ \ ce {B} $ gruppo più o meno) con $ \ leq3 $ elettroni di valenza che formano legami covalenti (criteri per lorbitale vuoto). Inoltre, $ \ ce {Al} $ è un caso incerto: ama i legami covalenti e ionici. Inoltre, per questa geometria (sia per legami a banana che per legami dativi), suppongo che anche le dimensioni relative contino – poiché $ \ ce {BCl3} $ è un monomero anche se $ \ ce {Cl} $ ha una coppia solitaria e può formare un legame dativo.

^{* Forse sei “abituato alla vista della struttura tetraedrica con un atomo in alto? Inclina mentalmente latomo di boro fino a quando un idrogeno è in alto. Dovresti rendersi conto che anche questo è tetraedrico.}

Commenti

• Vedo come potrebbe avere un tetraedro forma, ma sembra che non sarebbe ' a causa della tensione.
• @jonsca: tetraedrica distorta. Sì, si può dire che libridazione non è ' t esattamente $ sp ^ 3 $ (modifica imminente)
• Del resto: un buon numero di composti formati dagli elementi del gruppo del boro mostra legami 3c2e … Oltre alle moltitudini di boro (i borani mostrano già una ricca diversità!) E composti di alluminio, ci sono composti di gallio e indio che visualizzare i legami 3c2e; per esempio. in qui , qui , qui , qui e qui . Sono ' sono sicuro che ce ne sono altri …
• Si dovrebbe stare attenti a parlare di ibridazione. Può essere usato come un concetto che spiega una certa situazione di legame che risulta da una certa composizione geometrica di una molecola. Anche la maggior parte delle molecole legate covalenti hanno legami più centrali.
• AFAIK, i legami banana si verificano negli idruri dei carbonili metallici e negli stessi carbonili metallici. Tuttavia sono accompagnati da un legame sigma diretto.

Ecco una trama della teoria quantistica of Atoms in Molecules rispondi alla tua domanda. Ho mostrato i percorsi delle obbligazioni di $ \ ce {B2H6} $. In effetti, sono “simili a banana” ma è interessante notare che sono curvati verso linterno, a differenza del caso del ciclopropano che sono curvati verso lesterno.

(Libridazione non esiste.Inoltre, non sono sicuro che ci sia un motivo per attribuire il “numero di elettroni” – come se fossero aliquote – a qualsiasi interazione di legame.)

Inoltre, nota che ho tracciato i percorsi di legame tra la B “se i quattro idrogeni simili come solidi (covalenti), e linsieme dei percorsi di legame lungo il” ponte “come punteggiati (non covalenti). Questo perché il segno dei laplaciani della densità elettronica nei rispettivi punti critici bonc (sfere gialle) sono opposti.

Commenti

• Per percorsi di legame, presumo che tu intenda una curva della massima densità elettronica tra gli atomi?
• Tecnicamente, lascesa più ripida percorso attraverso la densità elettronica che collega i due atomi.
• Potresti aggiungere un livello di teoria, per favore. Non sono sicuro di quale altro tipo di legame ci possa essere tra boro e idrogeno, certamente non ionico.
• @Martin Non posso ' ricordare quale sia il livello di in teoria, probabilmente B3LYP / 6-31G *
• Hydribization ' non esiste ' potrebbe essere vero, ma inoltre non esiste. Il concetto è utile per le spiegazioni, quindi questa risposta potrebbe essere notevolmente migliorata affrontando il motivo per cui la visione dellibridazione porta a una risposta disgiunta dalla chimica fisica della situazione.