Diborane은 각각 2 개의 전자에 의해서만 결합되는 2 개의 3 중 결합을 갖는 흥미로운 속성을 가지고 있습니다 ( 위키 백과 ). 이를 “바나나 본드”라고합니다.
저는 일종의 결합 혼성화가 일어나고 있다고 가정하고 있습니다.하지만 기하학은 제가 Carbon에 익숙한 것과 비슷하지 않은 것 같습니다. 어떤 종류의 혼성화이며, 그 이유는 무엇입니까? 이 결합 구조를 가진 다른 분자가 많이 보이지 않습니까?
답변
잘보세요. 3D 공간에서 거의 대칭적인 위치에있는 4 개의 그룹 (왜곡 된) 4 면체입니다 {*}. 따라서 혼성화는 $ sp ^ 3입니다. $.
보시다시피 모양이 왜곡되었지만 4 면체입니다. 기술적으로 바나나 결합은 $ sp ^ 3 $와 유사한 궤도로 구성되지만 정확히는 아닙니다 (2 개의 $ sp ^ {3.1} $ 및 2 개의 $ sp ^ {2.9} $ 궤도와 같은). 파동 함수를 추가하면 적절한 기하학을 제공하기 위해 항상 계수를 변경할 수 있습니다. 그래도 잘 모르겠습니다.
$ \ ce {B} $에는 $ 2s ^ 22p ^ 1 $ 원자가 쉘이 있으므로 3 개의 공유 결합은 불완전한 옥텟을 제공합니다. $ \ ce { BH3} $에 비어있는 $ 2p $ 궤도가 있습니다.이 궤도는 기존 $ \ ce {BH} $ $ \ sigma $ 채권 구름 (근처 $ \ ce {BH3} $)과 겹치며 3c2e 채권을 형성합니다.
3c2e 기하학을 가진 더 많은 화합물이있는 것 같습니다 . “보란”아래에 전체 상동 계열이 있다는 것을 완전히 잊었습니다. 모두 3c2e 결합을 가지고 있습니다 (동일한 구조는 아님)
인듐과 갈륨 화합물도 있습니다 . 여전히 IIIA 족이 금속이긴하지만. $ \ ce {Al} $, 여전히 공유 결합을 형성합니다.
그래서 이런 일이 발생하는 기본적인 이유는 불완전한 옥텟이 스스로를 채우려 고하기 때문입니다.
“banana”는 반드시 3c2e 채권에만 해당되는 것은 아닙니다. div id = “aa590a8738″>
벤트 본드 는 “바나나”본드라고합니다.
유사한 구조에 대해서는 $ \ ce {BeCl2} $와 $ \ ce {AlCl3} $가 떠오르지 만 둘 다 dative (coordinate) 본드를 통해 구조를 가지고 있습니다. . 또한 $ \ ce {BeCl2} $는 평면입니다.
몰래 가서 Wikipedia를 확인합니다. Wikipedia에 따르면 $ \ ce {Al2 (CH3) 6} $는 구조와 결합 유형이 비슷합니다.
나는 추측한다. 공유 결합을 형성하는 $ \ leq3 $ 원자가 전자를 가진 원소 ($ \ ce {B} $ 그룹)가 비교적 적기 때문에 그러한 화합물이 적습니다 (빈 궤도에 대한 기준). 또한 $ \ ce {Al} $는 공유 결합과 이온 결합을 모두 좋아하는 경우입니다. 또한이 지오메트리 (바나나 본드 또는 dative 본드)의 경우 상대적 크기도 중요하다고 생각합니다. $ \ ce {Cl} $에 단일 쌍이 있더라도 $ \ ce {BCl3} $는 단량체이기 때문입니다. dative bond를 형성 할 수 있습니다.
* 상단에 원자가있는 사면체 구조를 보는 데 익숙할까요? 수소가 위로 올라갈 때까지 붕소 원자를 정신적으로 기울여야합니다. 이것도 사면체라는 것을 깨달으십시오.
댓글
- 사면체가 있을 수있는 방법을 봅니다. 모양이지만 변형으로 인해 ' 아닌 것 같습니다.
- @jonsca : 왜곡 된 사면체. 예, 혼성화가 아니라고 말할 수 있습니다. ' 정확히 $ sp ^ 3 $가 아닙니다 (곧 편집)
- 그 문제에 대해 : 붕소 그룹 요소에 의해 형성된 많은 화합물이 3c2e 결합을 나타냅니다 … 수많은 붕소 (보란은 이미 풍부한 다양성을 보여줍니다!)와 알루미늄 화합물 외에도 갈륨과 인듐 화합물은 3c2e 채권 표시; 예 : 여기 , 여기 , 여기 , 여기 및 여기 . 저는 ' 더 많은 것이있을 것입니다 …
- 혼성화에 대해 신중하게 이야기해야합니다. 분자의 특정 기하학적 구성으로 인해 발생하는 특정 결합 상황을 설명하는 개념으로 사용될 수 있습니다. 또한 대부분의 공유 결합 분자는 더 중심 결합을 가지고 있습니다.
- AFAIK, 바나나 결합은 금속 카르 보닐의 수 소화물과 금속 카르 보닐 자체에서 발생합니다. 그러나 그들은 직접적인 시그마 결합을 동반합니다.
답변
다음은 양자 이론의 플롯입니다. 분자의 원자가 당신의 질문에 대답합니다. $ \ ce {B2H6} $의 채권 경로를 보여주었습니다. 사실 바나나와 비슷하지만 흥미롭게도 바깥쪽으로 구부러진 시클로 프로판의 경우와 달리 안쪽으로 구부러져 있습니다.
(혼성화는 존재하지 않습니다.또한, 어떤 결합 상호 작용에 “전자의 수”(분취 량)를 부여 할 지점이 있는지 확실하지 않습니다.)
또한 결합 경로를 그렸습니다. 고체 (공유)와 같은 B “와 4 개의 유사한 수소와 점선 (공유가 아님)으로”다리 “를 따른 결합 경로 세트 사이. 이는 각각의 bonc 임계점 (노란색 구체)에서 전자 밀도의 라플라시안 기호가 반대이기 때문입니다.
주석
- 결합 경로를 통해 원자 사이의 최대 전자 밀도 곡선을 의미한다고 가정합니까?
- 기술적으로 가장 가파른 상승 두 원자를 연결하는 전자 밀도를 통과합니다.
- 이론 수준을 추가해 주시겠습니까? 붕소와 수소 사이에 어떤 다른 종류의 결합이있을 수 있는지 잘 모르겠습니다. 확실히 이온이 아닙니다.
- @Martin 저는 '의 수준을 기억할 수 없습니다. 이론은 아마도 B3LYP / 6-31G *
- 수화 ' 존재하지 않음 ' 사실 일 수 있지만 또한 존재하지 않습니다. 이 개념은 설명에 유용하므로 하이브리드 화의 관점이 상황의 물리적 화학과 분리 된 답변으로 이어지는 이유를 설명함으로써이 답변을 크게 개선 할 수 있습니다.