Talrijke online referenties zeggen dat $ \ ce {SCN -} $ twee resonantiestructuren heeft: 
Ik vraag me af waarom deze structuur niet ook mogelijk is?
Ik verwacht dat structuur 3 zeldzaam zal zijn vanwege de hoge formele kosten, maar zou het niet moeten zijn opgenomen als mogelijke resonantiestructuur?
Verder is er onenigheid over de vraag of structuur 1 of structuur 2 vaker voorkomt. Ik zou verwachten dat structuur 2 vaker voorkomt omdat de negatieve lading zich op het meer elektronegatieve N-atoom bevindt . Echter, dit werkblad zegt dat structuur 1 vaker voorkomt. Aan de andere kant deze video zegt dat structuur 2 vaker voorkomt. Welke zou het moeten zijn?
Opmerkingen
- Wat bedoel je met mijn " vaker voor "?
Antwoord
Eerst moet ik het oneigenlijk gebruik opmerken van de termen algemeen en zeldzaam , aangezien we niet moeten antwoorden welke structuur het vaakst voorkomt. Ik beschouw dit als een gevolg van niet zorgvuldig gekozen woorden.
We moeten voorspellen welke van de hierboven geschetste beperkende structuur de meest stabiele of, precies, de belangrijke is, bijv. dat het met een hoger gewicht de moleculaire orbitaal binnengaat.
Degene die je hebt voorgesteld is inderdaad mogelijk en je weet ook waarom is niet de belangrijkste bijdrager, en zelfs niet een belangrijke.
Gewoonlijk, zoals je zei, wordt onderscheid gemaakt tussen structuren met een formele lading door deze te plaatsen volgens de elementen elektronegativiteit.
In ons geval verwijst deze regel naar structuur 2, met de negatieve lading op stikstof.
Als we echter de energie van de overeenkomstige bindingen onderzoeken, merken we op dat 2 een cumuleen is, wat geen bijzonder stabiele configuratie is rond een koolstofatoom.
Tegenover in 1, wordt een stabiele drievoudige binding van CN bereikt, waarbij het grote zwavelatoom nog steeds in staat is om de elektronendichtheid over zichzelf te verspreiden.
We worden daarom geconfronteerd met een zaak die niet erg gemakkelijk te beantwoorden is, en ik zal zelf moeten twijfelen.
Ik herinner me trouwens dat 1 inderdaad de belangrijkste is. bijdrager. In SCN-anion is de negatieve lading ongeveer 50% aan zwavel en 30% aan de stikstofzijde. Maar wat betreft de waarden kan ik het mis hebben.
Antwoord
Ik heb een snelle berekening uitgevoerd op het DF-BP86 / def2-SVP-theorieniveau en deze geanalyseerd met natuurlijke resonantie Theorie (uit de Natural Bond Orbital Theory). Dit resulteert in de volgende belangrijke bijdragen aan deze golffunctie: $$ \ left [\ underset {(1)} {\ overset {67.49 \%} {\ ce {^ – SC # N}}} \ ce {< – >} \ underset {(2)} {\ overset {21.25 \%} {\ ce {S = C = N ^ -} }} \ right] $$
De derde bijdrager is een rare structuur met een “lange-afstandsbinding” tussen de zwavel en de stikstof met $ 7,22 \% $. Alle andere bijdragen worden verwaarloosd / weggegooid.
Hoewel uw structuur 3 inderdaad een geldige bijdrager is, zal de werkelijke bijdrage zeer klein zijn. Door het programma te dwingen het als een structuur te gebruiken, resulteerde dit in een fout, omdat het de orbitalen niet aan die structuur kon aanpassen. De reden daarvoor is waarschijnlijk dat de overlap tussen de zwavel en de koolstof te gering is om daadwerkelijk als een goede bijdrage te worden beschouwd. Dit zou ook de kleinere bijdrage van de tweede structuur verklaren.
Hier zijn de gelokaliseerde (volgens NBO) moleculaire orbitalen:
(Kleurcode: blauw / oranje – bezette moleculaire orbitaal [Lewis]; rood / geel – virtuele moleculaire orbitaal [unorccupied, non-Lewis])
De totale bijdragen in termen van atomaire orbitalen aan het bovenstaande:
(Occupancy) Bond orbital / Coefficients / Hybrids ------------------ Lewis ------------------------------------------------------ 8. (1.98209) LP ( 1) S 1 s( 79.86%)p 0.25( 20.13%)d 0.00( 0.01%) 9. (1.77474) LP ( 2) S 1 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) 10. (1.77474) LP ( 3) S 1 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) 11. (1.96342) LP ( 1) N 3 s( 52.42%)p 0.91( 47.54%)d 0.00( 0.04%) 12. (1.99743) BD ( 1) S 1- C 2 ( 44.86%) 0.6698* S 1 s( 20.64%)p 3.81( 78.61%)d 0.04( 0.75%) ( 55.14%) 0.7425* C 2 s( 51.41%)p 0.94( 48.47%)d 0.00( 0.12%) 13. (1.99846) BD ( 1) C 2- N 3 ( 41.02%) 0.6404* C 2 s( 48.44%)p 1.06( 51.48%)d 0.00( 0.08%) ( 58.98%) 0.7680* N 3 s( 48.02%)p 1.08( 51.75%)d 0.00( 0.23%) 14. (1.99735) BD ( 2) C 2- N 3 ( 43.98%) 0.6632* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) ( 56.02%) 0.7485* N 3 s( 0.00%)p 1.00( 99.80%)d 0.00( 0.20%) 15. (1.99735) BD ( 3) C 2- N 3 ( 43.98%) 0.6632* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) ( 56.02%) 0.7485* N 3 s( 0.00%)p 1.00( 99.80%)d 0.00( 0.20%) ---------------- non-Lewis ---------------------------------------------------- 16. (0.01904) BD*( 1) S 1- C 2 ( 55.14%) 0.7425* S 1 s( 20.64%)p 3.81( 78.61%)d 0.04( 0.75%) ( 44.86%) -0.6698* C 2 s( 51.41%)p 0.94( 48.47%)d 0.00( 0.12%) 17. (0.01384) BD*( 1) C 2- N 3 ( 58.98%) 0.7680* C 2 s( 48.44%)p 1.06( 51.48%)d 0.00( 0.08%) ( 41.02%) -0.6404* N 3 s( 48.02%)p 1.08( 51.75%)d 0.00( 0.23%) 18. (0.22011) BD*( 2) C 2- N 3 ( 56.02%) 0.7485* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) ( 43.98%) -0.6632* N 3 s( 0.00%)p 1.00( 99.80%)d 0.00( 0.20%) 19. (0.22011) BD*( 3) C 2- N 3 ( 56.02%) 0.7485* C 2 s( 0.00%)p 1.00( 99.91%)d 0.00( 0.09%) ( 43.98%) -0.6632* N 3 s( 0.00%)p 1.00( 99.80%)d 0.00( 0.20%)
Over de terminologie. Alchimista heeft het meeste hiervan al uitgelegd, maar ik kan niet genoeg benadrukken: Er bestaat niet zoiets als een meest stabiele resonantiestructuur. Dus als je common zegt, bedoel je waarschijnlijk een grote bijdrage aan de golffunctie, en als je zeldzaam zegt, waarschijnlijk een kleine bijdrage. Geen van de resonantiestructuren kan onafhankelijk van elkaar zijn, aangezien ze allemaal hypothetisch zijn.
Lees hier meer hierover: Wat is resonantie en zijn resonantiestructuren echt?