Порядок облигаций

редактировать

Порядок облигаций, введенный Линусом Полингом, определяется как разница между количеством связи и анти-связи.

Само число связи - это количество электронных пар (связей) между парой атомов. Например, в двухатомном азоте N≡N число связи равно 3, в этине H-C≡C-H число связи между двумя атомов углерода также равно 3, а порядок связи C-H равен 1. Число связи указывает на стабильность связи. Изоэлектронные частицы имеют одинаковое число связей.

В молекулах, которые имеют резонансную или неклассическую связь, число связей не может быть целым числом. В бензоле делокализованные молекулярные орбитали содержат 6 пи-электронов над шестью атомами углерода, по существу давая половину пи-связи вместе с сигма-связь для каждой пары атомов углерода, что дает расчетное число связи 1,5. Кроме того, число связей 1,1, например, может возникать в сложных сценариях и по существу относится к прочности связи относительно связей с порядком 1.

Порядок связи в теории молекулярных орбиталей

In теория молекулярных орбиталей, порядок связи определяется как половина разницы между числом связывающих электронов и числом разрыхляющих электронов согласно уравнению ниже. Это часто, но не всегда, дает аналогичные результаты для связей, близких к их равновесной длине, но не работает для растянутых связей. Порядок связи также является показателем прочности связи и также широко используется в теории валентных связей.

B.O. = количество связывающих электронов - количество разрыхляющих электронов 2 {\ displaystyle {\ text {BO}} = {\ frac {{\ text {количество связывающих электронов}} - {\ text {количество разрыхляющих электронов}}} {2 }} \}

\ text {BO} = \ frac {\ text {количество связывающих электронов} - \ text {количество разрыхляющих электронов}} {2} \

Как правило, чем выше порядок облигаций, тем сильнее связь. Половинные порядки связи могут быть стабильными, о чем свидетельствует стабильность H. 2(длина связи 106 мкм, энергия связи 269 кДж / моль) и He. 2(длина связи 108 мкм, энергия связи 251 кДж / моль.

Другие определения

Концепция порядка связи, используемая в молекулярной динамике и потенциалах порядка связи. Величина порядка связи связана с длиной связи. Согласно Линусу Полингу в 1947 году, порядок облигаций экспериментально описывается как

sij = exp ⁡ [d 1 - dijb] {\ displaystyle s_ {ij} = \ exp {\ left [{\ frac {d_ {1} - d_ {ij}} {b}} \ right]}}

s_ {ij} = \ exp {\ left [\ frac {d_ {1} - d_ {ij}} {b} \ right]}

где $d 1 {\ displaystyle d_ {1}}$ $d_{1}$ - длина одинарной связи, $dij {\ displaystyle d_ {ij}}$ $d_{ij}$ - длина связи, измеренная экспериментально, а b - постоянная, зависящая от атомов. Полинг предложил значение b 0,353 Å для углерод-углеродных связей в исходном уравнении:

d 1 - dij = 0,353 ln sij {\ displaystyle d_ {1} -d_ {ij} = 0,353 ~ {\ text { ln}} s_ {ij}}

{\ displaystyle d_ {1} -d_ {ij} = 0,353 ~ {\ text {ln}} s_ {ij}}

Значение константы b зависит от атомов.

Приведенное выше определение порядка связи является несколько специальным и его легко применить только для двухатомных молекул. Теория МО Хюккеля предлагает другой подход для определения заказов на облигации на основе коэффициентов МО. Поскольку теория делит связывание на сигма-каркас и пи-систему, определение Хюккеля применимо только к планарным молекулам с делокализованной π-связью. Предполагая, что вклад сигма-компонента в порядок связи составляет 1, это дает общий порядок связи (σ + π) 1,67 для бензола, а не обычно цитируемый 1,5, что демонстрирует некоторую степень двусмысленности в том, как определяется концепция порядка связи. Стандартное квантово-механическое определение порядка облигаций обсуждалось в течение долгого времени. В 2017 году был опубликован комплексный метод вычисления порядков облигаций на основе расчетов квантовой химии.

Ссылки