이 질문을 찾아 봤지만 여전히 이해할 수 없었습니다. 왜, $ \ ce {SO4 ^ 2-} $ 4 개의 산소가 이중 결합을 생성하지 않습니다.
이 경우 모든 산소는 공식 전하가 0이됩니다. 유황은 -2를 가질 것입니다.
나는 2 개의 산소 만이 이중 결합을 생성하여 황이 공식 전하를 갖지 않게하고, 2 개의 산소는 -1 공식 전하를 갖고 다른 2 개는 공식 전하를 갖지 않는 것을 보았습니다.
비교할 때 유황에 -2의 공식적인 전하는 전혀 공식적인 전하가없는 것보다 덜 안정적이며 이것이 가장 일반적인 공명 구조 여야하는 이유입니다. 그러나 내가 본 모든 곳에서 그것은 사실이 아닙니다. $ \ ce {SO4 ^ 2-} $ 는 이중 결합을 2 개만 생성했는데 그 이유를 이해할 수 없습니다. 산소가 황과 배위 결합을 생성 할 수 없나요?
댓글
- 단일 원자에서 공식 전하가 1보다 큰 경우 확산되는 것보다 안정성이 떨어집니다. 또한 산소는 황보다 전기 음성이므로 더 많은 음이 예상됩니다. 황보다 산소에 존재하는 공식적인 전하 @guesting
- 사실 이중 결합은 0 개입니다.
- 이 답변 참조 $ \ ce {S에 대한 토론 O3 ^ 2-} $는 본질적으로 동일하지만 산소가 부족합니다 (따라서 유황 단독 쌍).
Answer
당신이 본 것은 현재 받아 들여진 이론에 따르면 유대감 상황을 정확하게 묘사 한 것이 아닙니다. 아래에 표시된 올바른 황산염 구조는 이중 결합이 정확히 0입니다. Martin 는 밀접하게 관련된 아황산염 이온에 대한 계산을 수행했습니다 (여기서는 황에 고독한 쌍으로 이어지는 산소가 하나 더 적음) π 형 결합 궤도가 0임을 나타냅니다. . 안타깝게도 빠른 검색에서 황산염의 구조를 계산하지 못했지만 아황산염의 논리적 확장이 될 것입니다.
이 구조에서 황은 옥텟 법칙에 의해 예측 된대로 정확히 8 개의 원자가 전자로 둘러싸여 있습니다. 옥텟 규칙이 허용하는 것보다 원자 주변에 더 많은 전자가있는 주 그룹 화합물의 묘사를 발견하면이 묘사가 단순화 될 가능성이 있습니다 (예 : 4- 두 개의 단일 결합 인 것처럼 전자 3 중심 결합), 불안정한 반응 중간체이거나 완전히 부정확합니다.
유황은 기존의 2 전자 2 중심 결합을 4 개 이상 형성 할 수 없습니다 (이중 결합은 두 개의 결합, 세 개의 결합으로 삼중 결합) 사용 가능한 궤도가 없기 때문입니다. 매우 기본적이고 일반적이며 단순화 된 수준에서 이러한 (국소화 된) 2e2c 결합은 각 원자의 궤도가 겹칠 때 형성되어 결합 및 반 결합 궤도가 발생합니다. 유황에는 결합에 사용할 수있는 이러한 궤도가 4 개 (3 개 1 개 및 3 개 3 개) 만 있으므로 처음 8 개를 초과하는 전자는 결합 방지 궤도에 배치해야하지만 증가보다는 결합 순서가 감소합니다.
역사적으로 당신이 준 황산염의 묘사는 결합을 위해 3d 궤도를 사용하여 황에 의해 설명되었습니다. 이 궤도는 가상 (비 점유)이지만 수학적으로 존재합니다. 그러나 그들의 에너지는 의미있는 유대가 형성 되기에는 너무 높습니다. 그러한 화합물에 d 궤도의 참여가 매우 낮다는 것을 계산할 수 있습니다 (그리고이 사이트의 어딘가에서 지금까지 찾을 수 없습니다). 확실히 $보다 훨씬 낮습니다. \ mathrm {sp ^ 3d} $ 또는 $ \ mathrm {sp ^ 3d ^ 2} $ 하이브리드 궤도가 필요합니다. 따라서 어제 교과서에서 황산염의 이중 결합에 대한 아이디어를 제거하는 것이 가장 좋습니다.
답변
황산염 이온 황산 분자에서 파생됩니다.
화학 반응을 겪을 때 일반적으로 두 수소를 $ \ ce {H +} $ 이온으로 기증합니다. 이로 인해 황산염 이온이 남습니다. $$ \ ce {H2SO4-> 2H + + SO4 ^ 2-} $$ 언제 $ \ ce {H ^ +} $ 이온이 떠나고 전자를 남겨 두므로 어딘가로 이동해야합니다 ( $ \ ce {O} $ atom).
$ \ ce {SO4} $ 가 존재하는 경우, 모든 $ \ ce {O} $ 원자가 $ \ ce {S} $ 에 이중 결합 됨 , 그러면 유황은 원자가 껍질에 총 16 개의 전자를 가지게되어 더 불안정해질 것입니다. 그러나 주된 이유는 유황이 처음에 6 개의 원자가 전자만을 가지고 있기 때문에 최대 6 개의 공유 결합을 형성 할 수 있다는 것입니다.이것은 총 12 개의 원자가 전자를 제공합니다.
공식 전하 이론에서 아이디어는 실제로 개별 FC를 가능한 한 0에 가깝게 유지하려고 시도하지만 옥텟 규칙을 가능한 한 적게 깨뜨리는 것입니다. . 황산염 이온은 매우 안정적입니다. 어떤 것이 이온이라고해서 그것이 불안정하다는 것을 의미하지는 않습니다. 사실, 충전되지 않은 분자보다 훨씬 더 안정적입니다.