Se sabe que el carbono forma enlaces simples, dobles y triples $ \ ce {C-C} $ en compuestos. Hay un informe reciente (2012) de que el carbono forma un enlace cuádruple en el carbono diatómico, $ \ ce {C2} $. El extracto a continuación se tomó de ese informe. El cuarto enlace me parece bastante extraño.
$ \ ce {C2} $ y sus moléculas isoelectrónicas $ \ ce {CN +} $, BN y $ \ ce {CB -} $ (cada uno con ocho electrones de valencia) están unidos por un enlace cuádruple. El enlace comprende no solo un enlace σ y dos enlaces π, sino también un enlace invertido débil, que se puede caracterizar por la interacción de electrones en dos orbitales híbridos sp que apuntan hacia afuera.
Según Shaik, la existencia del cuarto enlace en $ \ ce {C2} $ sugiere que no es realmente diradical …
Si $ \ ce {C2} $ fuera un diradical, inmediatamente formaría agrupaciones superiores. Creo que el hecho de que puedas aislar $ \ ce {C2} $ te dice que hay una barrera, por pequeña que sea, para evitarlo.
La teoría de orbitales moleculares del dicarbonato , por otro lado, predice un doble enlace CC en $ \ ce {C2} $ con 2 pares de electrones en $ \ pi $ orbitales de enlace y un orden de enlace de dos. «Las energías de disociación de enlaces (BDE) de $ \ ce {B2, C2} $ y $ \ ce {N2} $ muestran un aumento de BDE consistente con enlaces simples, dobles y triples». ( Ref ) Así que este modelo de la molécula $ \ ce {C2} $ parece bastante razonable.
Mis preguntas, dado que esta definitivamente no es mi área de especialización:
- ¿Se encuentra el dicarbono de forma natural en cualquier cantidad y qué tan estable es? ¿Es fácil de hacer en el laboratorio? (El artículo de Wikipedia lo informa en atmósferas estelares, arcos eléctricos, etc.)
- ¿Existe buena evidencia de la presencia de un enlace cuádruple en $ \ ce {C2} $ que no estaría igualmente bien explicado por doble enlace?
Comentarios
- Puede que le interese esta publicación de blog de Rzepa en $ \ ce {CN +} $ catión , que supuestamente contiene un enlace cuádruple $ \ ce {CN} $ y es isoelectrónico con $ \ ce {C2} $
- @ Richard Terrett Gracias por la referencia … es ' uno que no ' t encontrado. Por lo tanto, el enlace cuádruple es plausible a partir de punto de vista de cálculo (si ' estoy leyendo eso correctamente). ¿Existe evidencia experimental que pueda apoyar una opinión u otra? Como dije, ' m " un poco " fuera de mi campo aquí.
- Hay un ejemplo de que C podría tener q uadruple lazos con U
- @JaniceDelMar No hay evidencia, y nunca la habrá. La molécula C2 se parece a cualquier otro homodiatómico: dos bolas esponjosas de densidad de electrones juntas. ¿Dónde están las cuatro cuerdas en esa imagen?
- No necesariamente formarían grupos más altos, porque tal vez 2 C-C – > C-C-C-C es una reacción endotérmica. ¡El producto también es un diradical! Es ' una no explicación.
Respuesta
De acuerdo , esto no es tanto una respuesta como un resumen de mi propio progreso en este tema después de pensarlo un poco. No creo que sea un debate establecido en la comunidad todavía, así que no me siento tan avergonzado por ello 🙂
Algunas de las cosas dignas de mención son:
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La energía de enlace encontrada por los autores para este cuarto enlace es $ \ pu {13.2 kcal / mol} $ , ie aproximadamente $ \ pu {55 kJ / mol} $ . Esto es muy débil para un enlace covalente. Puedes compararlo con otros valores aquí , oa las energías de los primeros tres enlaces en el carbono de triple enlace, que son respectivamente $ 348, 266 $ , y $ \ pu {225 kJ / mol} $ . Este cuarto enlace es incluso más débil que el más fuerte de los enlaces de hidrógeno ( $ \ ce {F \ bond {…} H – F} $ , en $ \ pu {160 kJ / mol} $ ). Otro El punto de vista de este artículo podría ser: “el enlace de valencia predice necesariamente un enlace cuádruple, y ahora era precisamente calculado y resultó ser bastante débil ”.
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Los hallazgos de este artículo son consistentes con cálculos anteriores utilizando otros métodos de química cuántica (p. ej. los cálculos DFT en la ref. 48 del Nature Chemistry artículo) que han encontrado un orden de enlace entre 3 y 4 para el dicarbonato molecular.