De ce este ordinea de legătură a CO + 3.5?

Pentru o lungă perioadă de timp s-a învățat în școală și universități că HOMO-ul monoxidului de carbon este anti-lipire. CO este de trei, deoarece există opt electroni în orbitalii de legătură și doi în orbitalii anti-legătură. $$ \ text {Ordine de legătură} = \ frac12 (\ text {legătură} – \ text {anti-legătură}) $$ Prin asumarea că HOMO este anti-lipire (nu este!) și eliminând un electron, ordinea de legătură trebuie să crească la 3,5. Acest lucru este greșit.

Când analizăm diagrama MO, o versiune calculată poate fi găsită aici , știm că HOMO, adică 3 σ, este un orbital de legătură, în timp ce orbitalul anti-legătură este 2 σ. La ionizare, am elimina într-adevăr un electron de legătură și, prin urmare, ordinea de legătură trebuie să scadă la 2,5 așa cum ați sugerat.
Cu toate acestea, nu este atât de ușor. Strict vorbind, schema MO de mai jos este, ca și teoria MO în sine, o aproximare și o singură configurație posibilă. Deși nu trebuie să folosim structuri de rezonanță cu teoria MO, trebuie să luăm în considerare alte configurații (analoage stărilor excitate). Deci, în mod natural, ordinea de legătură a CO nu este strict 3. Și îndepărtarea unui electron nu înseamnă că îl eliminăm dintr-un singur orbital, mai degrabă decât scăderea densității electronilor. Prin urmare, nu putem prezice cu exactitate ordinea legăturii cu aceste considerații simple.
Observații experimentale și calcule teoretice sugerează că legătura devine într-adevăr mai puternică atunci când îndepărtăm un electron. Consultați întrebare legată și răspunsul lui Philipp în pentru mai multe detalii. (Nu vă uitați la celelalte răspunsuri, sunt cât se poate de greșite.)

Pe scurt: ordinea de legătură de $ \ ce {CO} $ nu este exact 3 și eliminarea unui electron nu va crește ordinul de legătură la 3,5. În ambele cazuri, ordinea de legătură observată este probabil mai aproape de 2,5, în timp ce experimentele sugerează că legătura este mai puternică în $ \ ce {CO +} $.

Un orbital cu caracter de legătură nu are nod perpendicular pe axa de legătură; un orbital cu caracter anti-lipire are cel puțin un nod perpendicular pe axa de legătură (densitatea electronilor este zero). Strict vorbind, nu există orbitali fără legătură.

Comentarii

• Ultima propoziție nu ar trebui să fie ‘… în monoxid de carbon’? Iirc, există câțiva orbitali fără legătură (datorită simetriei) de ex. în $ \ ce {HCl} $.
• @Jan De aceea ' este motivul pentru care am spus strict, una dintre cele două categorii se va potrivi oricărui orbital. Ceea ce clasificăm, de obicei, ca orbitali fără legătură sunt combinații liniare care " nu ' t schimbă energia ". ' pur și simplu nu este posibil din cauza unui câmp extern. În HCl, orbitalii fără legătură nu au ' t un nod perpendicular pe axa legăturii (ați observat că am uitat asta), deci sunt clasificabili ca legături.
• @ Martin- マ ー チ ン așa cum se arată, nu ' orbitalul $ \ mathrm {3 \ sigma} $ are 2 noduri perpendiculare pe axa legăturii? (sau poate nu sunt noduri; am vrut doar să clarificăm)
• @Aniruddha ai dreptate, iar formularea mea este puțin cam dezactivată. Nodurile perpendiculare trec prin nuclee, prin urmare nu există niciun nod pe axa de legătură dintre nucleii respectivi care să o parcurgă. Dacă te uiți la infinitul acelei axe, ai absolut dreptate. Probabil că ar trebui să o retrag. Vă mulțumim că l-ați prins.

Aceasta este o explicație foarte bună pe care am găsit-o aici: http://www.answers.com/Q/What_is_the_bond_order_of_CO_plus

CO nu este un atom homo-nuclear precum C2, N2 sau chiar O3, O3 (ambele aceste categorii sunt diferite: cu și fără amestecare 2s-2p). Deci, există o discrepanță mare în nivelurile de energie atomică de 2s, 2p e- de C și O. Ca urmare, 2p (pi) x, 2p (pi) y și 2p (sigma) z au o energie mai mică decât 2s (sigma) ) *. Deci e- pierdut este de la 2s (sigma) * 2 și nu de la 2p (sigma) z. Și, prin urmare, ordinea obligațiunilor crește de la 3 la 3,5 și nu scade la 2,5.(Formula tipică a manualului școlar nu funcționează pentru specii precum CO, CO + și chiar NU, NO + în multe situații)

Comentarii

• Aș vrea nu sunteți de acord că considerați că răspunsurile.com sunt o sursă bună, cel puțin în comparație cu ChemSE. Și, în al doilea rând, este ' descurajat să copieze răspunsurile cuvânt cu cuvânt.

Datorită dimensiunilor mici și sarcinii pozitive, structura CO se confruntă cu repulsie de 2s, iar atunci când electronul este evacuat, acesta este îndepărtat de la 2s antibonding, astfel ordinea de legătură devine 3,5

Comentarii

• Această diagramă este incorect, descrie nivelurile de energie atomică C și O fiind aceleași. " 2s repulsie antibonding "? Eu chiar nu ' nu știți despre ce ' vorbiți.