Am căutat această întrebare și încă nu am putut înțelege. De ce, în $ \ ce {SO4 ^ 2 -} $ nu „cei 4 oxigeni creează legături duble.
În acest caz, toți oxigenii vor avea 0 încărcare formală în timp ce sulful va avea -2.
În ceea ce am văzut, doar 2 oxigeni creează legături duble făcând sulful să nu aibă sarcină formală, 2 oxigeni au -1 sarcină formală și alți 2 nu au sarcină formală.
La comparare încărcătură formală de -2 pe sulf, este într-adevăr mai puțin stabilă decât deloc sarcină formală și de aceea ar trebui să fie cea mai comună structură de rezonanță. Dar oriunde am căutat nu a fost cazul, $ \ ce {SO4 ^ 2 -} $ a creat doar două legături duble și nu pot să înțeleg de ce. Cantitatea de oxigen nu creează legături de coordonare cu sulful?
Comentarii
- Având încărcări formale mai mari de 1 pe un singur atom va tinde să fie mai puțin stabil decât să-l răspândească. De asemenea, oxigenul este mai electronegativ decât sulful, deci ne-am aștepta la mai mult din negativ taxă formală pentru a locui pe oxigen decât sulful. @guesting
- De fapt, există zero duble legături.
- A se vedea acest răspuns pentru o discuție despre $ \ ce {S O3 ^ 2 -} $ care este în esență identic, dar pentru un oxigen lipsă (și, prin urmare, o pereche de sulf).
Răspuns
Ceea ce ați văzut nu este o descriere exactă a situației de legătură în conformitate cu teoria acceptată în prezent. Structura corectă a sulfatului, prezentată mai jos, are legături duble exact zero. Martin a efectuat un calcul pe ionul sulfit strâns legat (în care există un oxigen mai puțin care duce la o pereche solitară pe sulf) care arată zero orbitali de legătură de tip π . Din păcate, nu am găsit niciun calcul al structurii sulfatului într-o căutare rapidă, dar fiți siguri că va fi extensia logică a sulfitului.
În această structură, sulful este înconjurat de exact opt electroni de valență, așa cum se prezice prin regula octetului. Dacă întâlniți orice reprezentare a unui compus din grupul principal în care un atom are mai mulți electroni în vecinătatea sa decât permite regula octetului, este posibil ca această reprezentare să fie simplificatoare (de exemplu: desenarea unui 4- legătură electron-3-centru ca și cum ar fi două legături simple), o reacție instabilă intermediară sau direct incorectă.
Sulful nu poate forma mai mult de patru legături tradiționale 2-electron-2-centru (legături duble numărându-se ca două legături, triple legături ca trei legături) din cauza lipsei orbitalilor disponibili. La un nivel foarte de bază, general și simplificat, o astfel de legătură (localizată) 2e2c se formează atunci când un orbital al fiecărui atom se suprapune, rezultând o legătură și un orbital anti-legătură. Sulful are doar patru astfel de orbitali disponibili (unul 3s și trei 3p) pentru legare, astfel încât orice electron care depășește primii opt ar trebui să fie plasat într-un orbital anti-legătură – dar acest lucru ar determina o scădere a ordinii de legătură, mai degrabă decât o creștere. p>
Din punct de vedere istoric, descrierea sulfatului pe care ați dat-o a fost „explicată” de sulf folosind orbitalii săi 3D pentru legare. Acești orbitali sunt virtuali (neocupați), dar există matematic. Cu toate acestea, energia lor este prea mare pentru a se forma vreo legătură semnificativă. Se poate calcula (și a fost, undeva pe acest site pe care nu îl pot găsi în acest moment) că participarea orbitalilor d în astfel de compuși este foarte scăzută – cu siguranță mult mai mică decât un $ Orbitalul hibrid \ mathrm {sp ^ 3d} $ sau chiar $ \ mathrm {sp ^ 3d ^ 2} $ ar necesita. Astfel, cel mai bine este ca ideea legăturilor duble în sulfat să fie curățată ieri de manuale.
Răspuns
Ionul sulfat este derivat din molecula de acid sulfuric:
Când suferă reacții chimice, donează în mod obișnuit ambii hidrogeni ca $ \ ce {H +} $ ioni. Acest lucru lasă în urmă ionul sulfat: $$ \ ce {H2SO4 – > 2H + + SO4 ^ 2 -} $$ Când ionul $ \ ce {H ^ +} $ pleacă, își lasă electronul în urmă, deci trebuie să meargă undeva (rămâne cu $ \ ce {O} $ atom).
Ipotetic dacă $ \ ce {SO4} $ a existat, cu toți $ \ ce {O} $ atomi dublu legați de $ \ ce {S} $ , atunci sulful ar avea un total de 16 electroni în carcasa sa de valență, ceea ce l-ar face mai instabil. Dar principalul motiv este că sulful are doar 6 electroni de valență în primul rând, deci nu poate forma decât până la 6 legături covalente.Acest lucru îi conferă un total de 12 electroni de valență.
În teoria formală a sarcinii, ideea este într-adevăr să încercăm să menținem FC individuale cât mai aproape de zero, dar și să încălcăm regula octetului cât mai puțin . Ionul sulfat este foarte stabil: doar pentru că ceva este un ion nu înseamnă că este instabil. De fapt, de multe ori este mult mai stabil decât moleculele neîncărcate.