Hvorfor er obligasjonsordren på CO + 3,5?

I lang tid ble det undervist på skolen og universitetene at HOMO av karbonmonoksid er anti-binding. Uten mer sammenheng ble det også ofte lært at bindingsrekkefølgen i CO er tre, siden det er åtte elektroner i bindingsorbitaler og to i anti-bindingsorbitaler. $$ \ text {Bond orden} = \ frac12 (\ text {bonding} – \ text {anti-bonding}) $$ Ved å anta at HOMO er anti-binding (det er det ikke!) og tar bort ett elektron, må bindingsrekkefølgen øke til 3.5. Dette er feil.

Når vi ser på MO-diagrammet, kan en beregnet versjon finnes her , vet vi at HOMO, dvs. 3 σ, er en bindingsbane, mens den anti-bindende bane er 2 σ. Ved ionisering ville vi virkelig fjerne ett bindingselektron, og derfor må bindingsrekkefølgen reduseres til 2,5 som du foreslo.
Det er imidlertid ikke så lett. Strengt tatt er nedenstående MO-ordning, så vel som MO-teorien i seg selv, en tilnærming og bare en mulig konfigurasjon. Selv om vi ikke trenger å bruke resonansstrukturer med MO-teori, må vi vurdere andre konfigurasjoner (analogt med eksiterte tilstander). Så naturlig er ikke bindingsrekkefølgen av CO strengt 3. Og å fjerne et elektron betyr ikke at vi fjerner det fra bare en bane, i stedet for å redusere elektrondensiteten. Derfor kan vi ikke forutsi nøyaktig bindingsrekkefølgen med disse enkle betraktningene.
Eksperimentelle observasjoner og teoretiske beregninger antyder at bindingen faktisk blir sterkere når man fjerner et elektron. Se det -spørsmålet og Philipps svar innen for mer detaljer. (Ikke se på de andre svarene, de er så gale som de kunne være.)

Kort sagt: Forbindelsesrekkefølgen på $ \ ce {CO} $ er ikke akkurat 3 og fjerning av et elektron vil ikke øke bindingsrekkefølgen til 3,5. I begge tilfeller er den observerte obligasjonsrekkefølgen sannsynligvis nærmere 2,5, mens eksperimenter antyder at obligasjonen er sterkere i $ \ ce {CO +} $.

En bane med bindingskarakter har ingen node vinkelrett på bindingsaksen; en bane med anti-bindende karakter har minst en node vinkelrett på bindingsaksen (elektrondensitet er null). Strengt tatt er det ingen ikke-bindende orbitaler.

Kommentarer

• Bør ikke siste setning være ‘… i karbonmonoksid’? Iirc, det er noen ikke-bindende orbitaler (på grunn av symmetri) f.eks. i $ \ ce {HCl} $.
• @Jan At ' derfor sa jeg strengt, en av de to kategoriene vil passe til alle baner. Det vi vanligvis klassifiserer som ikke-bindende orbitaler, er lineære kombinasjoner som " ikke ' t endrer seg i energi ". At ' ganske enkelt ikke er mulig på grunn av et eksternt felt. I HCl har ikke-bindende orbitaler ' t en node vinkelrett på bindingsaksen (du fanget at jeg glemte det), så de kan klassifiseres som binding.
• @ Martin- マ ー チ ン som vist, har ' ikke $ \ mathrm {3 \ sigma} $ orbital 2 noder vinkelrett på obligasjonsaksen? (eller kanskje de ikke er noder; ville bare avklare)
• @Aniruddha du har rett, og ordlyden min er kanskje litt av. De vinkelrette nodene passerer gjennom kjernene, derfor er det ingen node på bindingsaksen mellom de respektive kjernene som spenner over den. Hvis du ser på uendeligheten til den aksen, er du helt korrekt. Jeg burde nok pensjonere det. Takk for at du fikk tak i det.

Dette er en veldig god forklaring jeg fant her: http://www.answers.com/Q/What_is_the_bond_order_of_CO_plus

CO er ikke et homo-atom som C2, N2 eller til og med O3, O3 (begge disse kategoriene er forskjellige: med og uten 2s-2p miksing). Så det er et stort avvik i atomenerginivået på 2s, 2p e- av C og O. Som et resultat har 2p (pi) x, 2p (pi) y og 2p (sigma) z lavere energi enn 2s (sigma ) *. Så e-lost er fra 2s (sigma) * 2 og ikke 2p (sigma) z. Og dermed øker obligasjonsordren fra 3 til 3,5 og reduseres ikke til 2,5.(Den typiske skolelærebokformelen fungerer ikke for arter som CO, CO + og til og med NO, NO + i mange situasjoner)

Kommentarer

• Jeg vil er veldig uenig i at du anser svar.com som en god kilde, i det minste i forhold til ChemSE. Og for det andre er det ' motet til å kopiere svar ord for ord.

På grunn av liten størrelse og positiv ladning vender CO-strukturen mot 2s antikondensavstøting, og når elektronet kastes ut, fjernes fra 2s antibonding så bindingsrekkefølge blir 3,5

Kommentarer

• Dette diagrammet er feil, det viser at C- og O-atomenerginivået er det samme. " 2s antikondensavstøt "? Jeg don virkelig ikke ' vet ikke hva du ' snakker om.