As moléculas com ordens de ligação menores que uma são estáveis? Meu professor comentou que eles estavam “quase mortos”, mas o que ele quis dizer, cientificamente?
Eu sei que moléculas com ordens de ligação fracionárias maiores do que um podem existir – ou seja, o óxido de nitrogênio tem uma ordem de ligação de 2,5 (por meio de cálculos de MO) e existe perfeitamente.
Então, são moléculas com ordens de ligação fracionária abaixo de uma apenas muito instáveis?
Comentários
- O fluoreto de xenônio e os compostos de gases mais nobres teriam uma ordem de ligação de 1/2 e por si só são bastante estáveis, embora sejam alguns dos mais fortes agentes organizadores.
- @ user2617804 Você pode precisar copiar, excluir e postar novamente uma versão editada deste comentário. De alguma forma, " oxidar " tornou-se " organização ".
Resposta
Moléculas que possuem uma ligação de ordem abaixo de 1 podem ser perfeitamente estáveis, no sentido que sua estrutura molecular resultante está em um poço de potencial energético. A rigor, é suficiente que em $ T = \ pu {0 K} $ e na ausência de qualquer interação com matéria ou campos, a molécula não se desmonte espontaneamente. No entanto, não há necessidade de ir tão longe para proteger essa molécula da decomposição; há exemplos de espécies que são quimicamente importantes em condições normais de laboratório.
Todas as outras coisas sendo iguais, é verdade que as espécies com ordens de ligação abaixo de 1 são relativamente instáveis. Isso ocorre principalmente porque a ligação fracionária é comparativamente fraca (exigindo comparativamente pouca energia de ativação para quebrar, ou seja, um $ E_ \ mathrm {a} $ menor), e porque na maioria dos casos a molécula pode reagir com outras substâncias de forma a formam produtos com todas as ligações covalentes de ordem de ligação 1 ou superior (aumentando a exergonicidade da maioria das reações, ou seja, um $ \ Delta_ \ mathrm {r} G $ mais negativo).
Visto que a barreira cinética para a reação é comparativamente baixa, e o impulso termodinâmico para a reação é comparativamente alto, as espécies com ordem de ligação abaixo de 1 tendem a precisar de alguma proteção extra contra o mundo para se manter inteiras. Por exemplo, diborano e trimetilalumínio são compostos que possuem ligações da ordem 0,5, e embora sejam indefinidamente estáveis quando puros, eles se acendem espontaneamente no ar devido à exposição ao oxigênio e à umidade. Como corretamente apontado nos comentários, os compostos de gases nobres requerem ordens de ligação fracionária, embora vários compostos possam ser obtidos e armazenados (especialmente compostos de xenônio), embora eles tendam a ser sensíveis à umidade e ao aquecimento. O boro também é responsável por uma classe muito interessante de compostos na qual muitos átomos de boro se ligam uns aos outros em estruturas semelhantes a gaiolas com ligações muito complicadas, em que ordem fracionária vínculos estão envolvidos. Algumas das estruturas maiores e mais simétricas podem ser relativamente estáveis, especialmente com substituintes adequados.
No espaço, não há muito nada por perto, então você pode esperar encontrar algumas moléculas com ordens de ligação fracionária flutuando. Na verdade, é possível encontrar cátion trihidrogênio , que na verdade é um dos íons mais comuns no Universo!
Comentários
- Obrigado. I suponha que meu professor esteja errado. Eu ' ainda estou tentando encontrar a declaração exata, mas vou verificar com os colegas enquanto isso.
- @Nicolau: E quanto a híbridos de ressonância? Eles também têm ordens de títulos fracionários, mas não ' eles deveriam ser mais estáveis?
- @Kaumudi A ressonância está bem. Não há nada de especial sobre a ressonância fracionária ordens de títulos em geral (até mesmo o conceito de ordem de títulos está em debate). Tudo o que ' estou dizendo é que moléculas contendo ligações especialmente fracas (o que geralmente é o caso para ordens de títulos mais baixas do que 1) tendem a ser instáveis em relação a uma infinidade de reações capazes de formar produtos que possuem uma ligação geral mais forte (covalente, iônica ou outra). Nenhum mistério aqui.