¿Son estables las moléculas con órdenes de enlace menos de uno? Mi profesor comentó que estaban «apenas vivos», pero ¿qué quiere decir científicamente?
Sé que pueden existir moléculas con órdenes de enlace fraccionales mayores que uno, es decir, el óxido de nitrógeno tiene un orden de enlace de 2.5 (mediante cálculos de MO) y existe muy bien.
También lo son moléculas con órdenes de enlace fraccionales por debajo de uno simplemente muy inestable?
Comentarios
- El fluoruro de xenón y los compuestos de gas más noble tendrían un orden de enlace de 1/2 y por sí mismos son bastante estables aunque son algunos de los agentes de organización más sólidos.
- @ user2617804 Es posible que deba copiar, eliminar y volver a publicar una versión editada de este comentario. De alguna manera, " oxidante " se convirtió en " organizando ".
Respuesta
Las moléculas que poseen un enlace de orden inferior a 1 pueden ser perfectamente estables, en el sentido que su estructura molecular resultante se encuentra en un pozo de potencial energético. Estrictamente hablando, es suficiente que en $ T = \ pu {0 K} $ y en ausencia de interacciones con materia o campos, la molécula no se desmonte espontáneamente. Sin embargo, no es necesario ir tan lejos para proteger tal molécula de la descomposición; hay ejemplos de especies que son químicamente importantes en condiciones normales de laboratorio.
En igualdad de condiciones, es cierto que las especies con órdenes de enlace inferiores a 1 son relativamente inestables. Esto se debe principalmente a que el enlace fraccional es comparativamente débil (requiere comparativamente poca energía de activación para romperse, es decir, un $ E_ \ mathrm {a} $ más pequeño), y porque en la mayoría de los casos la molécula puede reaccionar con otras sustancias de tal manera que formar productos con todos los enlaces covalentes de orden de enlace 1 o superior (aumentando la exergonicidad de la mayoría de las reacciones, es decir, un $ \ Delta_ \ mathrm {r} G $ más negativo).
Dado que la barrera cinética para la reacción es comparativamente baja y el impulso termodinámico para la reacción es comparativamente alto, las especies con un orden de enlace por debajo de 1 tienden a necesitar una protección adicional contra el mundo para permanecer en una sola pieza. Por ejemplo, diborano y trimetilaluminio son compuestos que poseen enlaces de orden 0.5, y aunque son indefinidamente estables cuando son puros, se encienden espontáneamente en el aire por exposición al oxígeno y la humedad. Como se señaló correctamente en los comentarios, los compuestos de gases nobles requieren órdenes de enlace fraccionales, sin embargo, se pueden obtener y almacenar varios compuestos (especialmente compuestos de xenón), aunque tienden a ser sensibles a la humedad y al calentamiento. El boro también es responsable de una clase de compuestos muy interesante en la que muchos átomos de boro se unen entre sí en estructuras similares a jaulas con enlaces muy complicados, en cuyo orden fraccional los lazos están involucrados. Algunas de las estructuras más grandes y simétricas pueden ser relativamente estables, especialmente con sustituyentes adecuados.
En el espacio, realmente no hay mucho alrededor, por lo que puede esperar encontrar algunas moléculas con órdenes de enlace fraccionales flotando. De hecho, uno puede encontrar el catión trihidrógeno , que en realidad es uno de los iones más comunes en el Universo.
Comentarios
- Gracias. Yo Supongo que mi maestro está equivocado. Yo ' todavía estoy tratando de encontrar su declaración exacta, pero mientras tanto estaré verificando con mis compañeros.
- @Nicolau: ¿Qué pasa con ¿Híbridos de resonancia? ¿También tienen órdenes de enlace fraccional pero no ' t se supone que son más estables?
- @Kaumudi La resonancia está bien. No hay nada especial en el órdenes de enlace en general (incluso el concepto de orden de enlace está sujeto a debate). Todo lo que ' digo es que las moléculas que contienen enlaces especialmente débiles (que suele ser el caso de los órdenes de enlace inferiores que 1) tienden a ser inestables con respecto a una multitud de reacciones capaces de formar productos que tienen un enlace globalmente más fuerte (covalente, iónico o de otro tipo). No hay misterio aquí.