Sunt moleculele cu ordine de legătură mai puțin de o stabilă? Profesorul meu a comentat că erau „abia în viață”, dar la ce se referă, științific?
Știu că pot exista molecule cu ordine de legături fracționare mai mari decât una – adică oxidul de azot are o ordine de legătură de 2,5 (prin calcule MO) și există foarte bine.
La fel sunt molecule cu ordine de legături fracționate sub una doar foarte instabile?
Comentarii
- Fluorura de xenon și cei mai nobili compuși gazoși ar avea un ordin de legătură de 1/2 și, prin ele însele, sunt destul de stabile, deși sunt unii dintre cei mai puternici agenți de organizare.
- @ user2617804 Este posibil să trebuiască să copiați, să ștergeți și să publicați din nou o versiune editată a acestui comentariu. Cumva " oxidant " a devenit " organizând ".
Răspuns
Moleculele care posedă o legătură de ordin sub 1 pot fi perfect stabile, în sensul că structura lor moleculară rezultată se află într-un puț energetic potențial. Strict vorbind este suficient ca la $ T = \ pu {0 K} $ și în absența oricăror interacțiuni cu materia sau câmpurile, molecula să nu se dezasambleze spontan. Cu toate acestea, nu este nevoie să mergem atât de departe pentru a proteja o astfel de moleculă de descompunere; există exemple de specii care sunt importante din punct de vedere chimic în condiții regulate de laborator.
Toate celelalte lucruri fiind egale, este adevărat că speciile cu ordine de legătură sub 1 sunt relativ instabile. Acest lucru se datorează în principal faptului că legătura fracționată este relativ slabă (necesitând o energie de activare relativ mică pentru a se rupe, adică un $ E_ \ mathrm {a} $ mai mic) și pentru că, în majoritatea cazurilor, molecula poate reacționa cu alte substanțe în așa fel încât să formează produse cu toate legăturile covalente de ordinul legăturilor 1 sau mai mare (crescând exergonicitatea majorității reacțiilor, adică un $ \ Delta_ \ mathrm {r} G $ mai negativ).
Deoarece bariera cinetică pentru reacție este relativ scăzută, iar acțiunea termodinamică pentru reacție este relativ ridicată, speciile cu ordin de legătură sub 1 tind să aibă nevoie de o protecție suplimentară împotriva lumii pentru a rămâne într-o singură bucată. De exemplu, diborane și trimetilaluminiu sunt compuși care posedă legături de ordinul 0,5 și sunt în mod nedefinit stabile când sunt pure, ele se aprind spontan în aer de la expunerea la oxigen și umiditate. Așa cum s-a subliniat pe bună dreptate în comentarii, compușii cu gaze nobile necesită ordine de legătură fracționată, totuși mai mulți compuși pot fi obținuți și depozitați (în special compuși cu xenon), deși tind să fie sensibili la umiditate și încălzire. Borul este, de asemenea, responsabil pentru o clasă foarte interesantă de compuși în care mulți atomi de bor se atașează între ei în structuri asemănătoare cuștilor cu legături foarte complicate, în care ordinea fracționată sunt implicate legături. Unele dintre structurile mai mari și mai simetrice pot fi relativ stabile, în special cu substituenți adecvați.
În spațiu, nu există prea mult din jur, așa că s-ar putea să vă așteptați să găsiți câteva molecule cu ordine de legături fracționate plutind în jurul valorii. Într-adevăr, se poate găsi cation trihidrogen , care este de fapt unul dintre cei mai comuni ioni din Univers!
Comentarii
- Mulțumesc. I să presupunem că profesorul meu greșește. ' încă încerc să-i găsesc afirmația exactă, dar între timp voi verifica cu colegii de clasă.
- @ Nicolau: Ce zici de hibrizii de rezonanță? Și ei au ordine de legătură fracționată, dar nu ' ar trebui să fie mai stabile?
- @Kaumudi Rezonanța este în regulă. Nu este nimic special ordinele de legătură în general (chiar și conceptul de ordine de legături este în dezbatere). Tot ceea ce spun ' este că moleculele care conțin legături deosebit de slabe (ceea ce este de obicei cazul ordinelor de legătură mai mici decât 1) tind să fie instabile în ceea ce privește o multitudine de reacții capabile să formeze produse care au o legătură globală mai puternică (covalentă, ionică sau altfel). Niciun mister aici.