Er molekyler med bindingsordrer mindre enn en stabil? Professoren min kommenterte at de var «knapt i live», men hva mener han vitenskapelig?
Jeg vet at molekyler med fraksjonelle bindingsordrer større enn en kan eksistere – dvs. nitrogenoksid har en bindingsrekkefølge på 2,5 (gjennom MO-beregninger) og det eksisterer helt fint.
Så er molekyler med fraksjonelle bindingsordrer under en bare veldig ustabil?
Kommentarer
- Xenonfluorid og de mest edelgassforbindelsene ville ha en bindingsrekkefølge på 1/2 og i seg selv er de ganske stabile selv om de er noen av de sterkeste organisasjonsagentene.
- @ user2617804 Det kan hende du må kopiere, slette og legge ut en redigert versjon av denne kommentaren. På en eller annen måte ble " oksiderende " " organisering av ".
Svar
Molekyler som har en ordenbinding under 1 kan være helt stabile, i den forstand at deres resulterende molekylære struktur ligger i et energisk potensialbrønn. Strengt tatt er det nok at molekylet ikke demonteres spontant ved $ T = \ pu {0 K} $ og i fravær av noen interaksjoner med materie eller felt. Imidlertid er det ikke nødvendig å gå så langt for å beskytte et slikt molekyl fra nedbrytning; det er eksempler på arter som er kjemisk viktige under vanlige laboratorieforhold.
Alt annet er det sant at arter med bindingsordrer under 1 er relativt ustabile. Dette er hovedsakelig fordi brøkbinding er relativt svak (krever relativt lite aktiveringsenergi for å bryte, dvs. en mindre $ E_ \ mathrm {a} $), og fordi molekylet i de fleste tilfeller kan reagere med andre stoffer på en slik måte at danne produkter med alle kovalente bindinger av bindingsrekkefølge 1 eller høyere (øke eksergonisiteten til de fleste reaksjoner, dvs. en mer negativ $ \ Delta_ \ mathrm {r} G $).
Siden den kinetiske reaksjonsbarrieren er relativt lav, og den termodynamiske reaksjonsdriften er relativt høy, har arter med bindingsrekkefølge under 1 en tendens til å trenge litt ekstra beskyttelse mot verden for å holde seg i ett stykke. For eksempel er diborane og trimethylaluminium forbindelser som har bindinger av orden 0,5, og som er uendelig stabile når de er rene, antenner de spontant i luft fra eksponering for oksygen og fuktighet. Som det med rette påpekes i kommentarene, krever edelgassforbindelser fraksjonelle bindingsordrer, men likevel kan flere forbindelser oppnås og lagres (spesielt xenonforbindelser), selv om de har en tendens til å være følsomme for fuktighet og oppvarming. Bor er også ansvarlig for en veldig interessant klasse av forbindelser der mange boratomer fester seg til hverandre i burlignende strukturer med svært komplisert binding, i hvilken brøkrekkefølge obligasjoner er involvert. Noen av de større og mer symmetriske strukturene kan være relativt stabile, spesielt med tilstrekkelige substituenter.
I verdensrommet er det egentlig ikke mye av noe rundt, så du kan forvente å finne noen molekyler med brøkbåndsordrer som flyter rundt. Faktisk kan man finne trihydrogen kation , som faktisk er en av de vanligste ionene i universet!
Kommentarer
- Takk. Jeg antar at læreren min tar feil. Jeg ' prøver fortsatt å finne den eksakte uttalelsen hans, men jeg vil verifisere med klassekameratene i mellomtiden.
- @Nicolau: Hva med resonanshybrider? De har også fraksjonelle obligasjonsordrer, men er ikke ' t de skulle være mer stabile?
- @Kaumudi Resonans er bra. Det er ikke noe spesielt med brøk obligasjonsordrer generelt (til og med konseptet med obligasjonsordre er oppe til debatt). Alt jeg sier er at molekyler som inneholder spesielt svake obligasjoner (som vanligvis er tilfelle for obligasjonsordrer lavere enn 1) har en tendens til å være ustabil med hensyn til en rekke reaksjoner som er i stand til å danne produkter som har generelt sterkere binding (kovalent, ionisk eller på annen måte). Ikke noe mysterium her.