WikiDer > Заказ облигаций

Bond order

Заказ облигаций, как введено Линус Полинг, определяется как разница между количеством облигации и анти-облигации.

Сам номер облигации - это количество электронные пары (связи) между парой атомы.[1] Например, в двухатомный азот N≡N номер облигации 3, в этин H − C≡C − H номер связи между двумя углерод атомов тоже 3, а C − H порядок облигаций равен 1. Номер облигации указывает на стабильность облигации. Изоэлектроника виды имеют одинаковое число связей.[2]

В молекулах, которые имеют резонанс или неклассическая связь, номер связи не может быть целым числом. В бензол, делокализованный молекулярные орбитали содержат 6 пи-электроны более шести атомов углерода, что дает половину пи бонд вместе с сигма-облигация 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

В теория молекулярных орбиталей, ордер на облигации определяется как половина разницы между количеством связывающие электроны и количество разрыхляющие электроны в соответствии с уравнением ниже.[3][4] Это часто, но не всегда, дает аналогичные результаты для связей, близких к их равновесной длине, но не работает для растянутых связей.[5] Ордер на облигации также является показателем прочность сцепления а также широко используется в теория валентной связи.

Как правило, чем выше порядок облигации, тем она прочнее. Ордера на облигации в размере половины могут быть стабильными, о чем свидетельствует стабильность ЧАС+
2 (длина связи 106 пм, энергия связи 269 кДж / моль) и Он+
2 (длина связи 108 пм, энергия связи 251 кДж / моль).[6]

Теория Хюккеля предлагает другой подход для определения порядков связи на основе коэффициентов МО для плоских молекул с делокализованной π-связью. Теория делит связывание на сигма-фреймворк и пи-систему. Порядок π-связи между атомами r и s, полученный из теории Хюккеля, был определен.Чарльз Коулсон с использованием орбитальных коэффициентов МО Хюккеля:[7] [8]

,

Здесь сумма распространяется только на π молекулярные орбитали, а nя - количество электронов, занимающих орбиталь i с коэффициентами cри и cси на атомах r и s соответственно. Предполагая, что вклад сигма-компонента в порядок связи составляет 1, это дает общий порядок связи (σ + π) 5/3 = 1,67 для бензола, а не обычно цитируемый 1,5, что демонстрирует некоторую степень двусмысленности в том, как концепция порядка облигаций определенный.

Для более сложных форм теории МО с участием более крупных базисные наборы, были предложены и другие определения.[9] Стандарт квантово-механический Определение порядка выпуска облигаций обсуждалось давно.[10] Комплексный метод вычисления порядков облигаций на основе расчетов квантовой химии был опубликован в 2017 году.[5]

Другие определения

Концепция порядка облигаций, использованная в молекулярная динамика и потенциалы порядка облигаций. Величина порядка связи связана с длина облигации. Согласно Линусу Полингу в 1947 году, порядок связи между атомами i и j экспериментально описывается как

куда - длина одинарной связи, - длина связи, измеренная экспериментально, а b - константа, зависящая от атомов. Полинг предложил значение b 0,353 Å для углерод-углеродных связей в исходном уравнении:[11]

Значение постоянной б зависит от атомов. Это определение порядка облигаций несколько для этого случая и только легко подать заявку на двухатомный молекулы.

Рекомендации

  1. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "Номер облигации". Дои:10.1351 / goldbook.B00705
  2. ^ Доктор С.П. Джаухар. Abc химия модерна.
  3. ^ Джонатан Клейден; Гривс, Ник; Стюарт Уоррен (2012). Органическая химия (2-е изд.). Издательство Оксфордского университета. п. 91. ISBN 978-0-19-927029-3.
  4. ^ Housecroft, C.E .; Шарп, А. Г. (2012). Неорганическая химия (4-е изд.). Прентис Холл. С. 35–37. ISBN 978-0-273-74275-3.
  5. ^ а б Манц Т.А. (2017). «Знакомство с атомным анализом популяции DDEC6: часть 3. Комплексный метод расчета заказов на облигации». RSC Adv. 7 (72): 45552–45581. Дои:10.1039 / c7ra07400j.
  6. ^ Брюс Аверилл и Патрисия Элдридж, Химия: принципы, закономерности и приложения (Пирсон / Прентис Холл, 2007), 409.
  7. ^ Левин, Ира Н. (1991). Квантовая химия (4-е изд.). Прентис-Холл. п. 567. ISBN 0-205-12770-3.
  8. ^ Колсон, Чарльз Альфред (7 февраля 1939 г.). «Электронное строение некоторых полиенов и ароматических молекул. VII. Связи дробного порядка методом молекулярных орбиталей». Труды Королевского общества А. 169 (938): 413–428. Получено 5 декабря 2020.
  9. ^ Sannigrahi, A.B .; Кар, Тапас (август 1988 г.). «Молекулярно-орбитальная теория порядка и валентности связи». Журнал химического образования. 65 (8): 674–676. Получено 5 декабря 2020.
  10. ^ Золотая книга ИЮПАК ордер на облигации
  11. ^ Полинг, Линус (1 марта 1947 г.). «Атомные радиусы и межатомные расстояния в металлах». Журнал Американского химического общества. 69 (3): 542–553. Дои:10.1021 / ja01195a024.