Pytanie:
Dlaczego długość wiązania CO + jest mniejsza niż długość wiązania CO?
Papul
2014-03-26 22:49:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zgodnie z teorią orbitalu molekularnego, kolejność wiązań $ \ ce {CO} $ wynosi 3. Kiedy powstaje $ \ ce {CO +} $, kolejność wiązań spada do 2,5, a zatem długość wiązania powinna wzrosnąć.

Jednak okazało się, że długość obligacji $ \ ce {CO +} $ jest mniejsza niż $ \ ce {CO} $. Jak to jest?

HOMO CO ma lekko antybakteryjny charakter. To może być powód tej obserwacji.
Bardzo powiązane pytanie: [Dlaczego kolejność obligacji wynosi CO + 3,5?] (Https://chemistry.stackexchange.com/q/35641/16683)
Trzy odpowiedzi:
Philipp
2014-03-27 01:46:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Niestety, argumenty przedstawione przez buckminst i Uncle Al nie są całkowicie poprawne. Schematy MO są poprawne, ale HOMO - $ \ sigma $ orbital ($ s _ {\ sigma} ^ {*} (5 \ sigma) $ w diagramie buckminst , $ \ sigma_ {3} $ na diagramie Uncle Al ) nie jest przeciwwiązaniem, ale ma nieznaczny charakter wiążący, ponieważ występuje pewne mieszanie z orbitaliami atomowymi $ \ ce {p} $ o odpowiedniej symetrii (w tym względzie schemat MO Uncle Al jest lepszy niż ten z buckminst , ponieważ wskazuje na to mieszanie).

Tak więc pierwotny problem nadal istnieje. Jedno możliwe wyjaśnienie skrócenie wiązania po jonizacji polega na tym, że jonizacja prowadzi do przesunięcia $ \ ce {CO} $ - polaryzacji elektronów (podczas jonizacji elektron jest tracony z HOMO - $ \ sigma, który jest w większości ustawiony na $ \ ce {C} $ $ orbital, a to prowadzi do powstania dodatniego ładunku cząstkowego na atomie $ \ ce {C} $. Wzmacnia to kowalencję wiązania $ \ ce {CO} $ -, a tym samym zmniejsza długość wiązania (ponieważ HOMO - $ \ sigma $ orbital jest tylko nieznacznie wiązany, niewiele jest traconego wiązania przez wzięcie awa y jeden z jego elektronów - utracone wiązanie jest przeważane przez wzrost kowalencji) .Możesz myśleć o tym wzmocnieniu kowalencji wiązania w następujący sposób: Dwa orbitale atomowe mogą lepiej oddziaływać (tworzyć silniejsze wiązania), jeśli ich energie są bliskie. Bez dodatniego ładunku częściowego na $ \ ce {C} $ AO z $ \ ce {O} $ leżą energetycznie dużo poniżej AO $ \ ce {C} $ (jest to najbardziej widoczne dla $ \ ce {s } $ AO, które tworzą orbital HOMO - $ \ sigma * $). Ale z dodatnim ładunkiem częściowym na $ \ ce {C} $ AO z $ \ ce {C} $ są przesunięte w dół w energii, a zatem ich energie są bliższe powiązanym AO $ \ ce {O} $, co prowadzi do silniejsza interakcja, gdy tworzą się wiązania.

(+1) Więcej informacji na ten temat z teoretycznego punktu widzenia: [tutaj] (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jcc.20477/abstract). Dodatni ładunek na węglu powoduje również, że silne wiązania $ \ pi $ są bardziej spolaryzowane w kierunku węgla, dzięki czemu wiązanie jest silniejsze.
@Martin Dziękujemy za przesłanie referencji. Chyba nie przypadkiem podajesz referencje napisane przez profesora z Marburga :)
Właśnie przejrzałem Twój post ponownie (niestety już za nim głosowałem) i zauważyłem, że może brakować ważnego argumentu: po jonizacji ładunek jądrowy w stosunku do ładunku elektronicznego jest wyższy. Dlatego orbitale muszą być bardziej skurczone, ponieważ mniej elektronów jest bardziej przyciąganych. Więc innym powodem byłaby prosta i prosta elektrostatyka. (Po jonizacji, poprzedni HOMO CO spada również poniżej orbitali $ \ pi $ w CO (+1) - brak parowania spinów, mniejsze odpychanie elektronów, a $ \ sigma $ jest bardziej skurczony niż $ \ pi $.)
Więc pozostałe dwie odpowiedzi są nieprawidłowe?
@Martin Nie jestem pewien, czy dobrze rozumiem twój komentarz. Czy twierdzisz, że moja odpowiedź jest nieprawidłowa, czy może nie zawiera ona jedynie argumentu dotyczącego elektrostatyczności, który przedstawiłeś? Ponadto stwierdzasz: „Po jonizacji, poprzedni HOMO CO również spada poniżej orbitali $ \ pi $ w CO (+1)”. To interesujące: czy obliczyłeś to sam lub skąd to wiesz? Ale obawiam się, że nie jestem w stanie narysować związku między wyższym efektywnym ładunkiem jądrowym, prowadzącym do bardziej skurczonych orbitali, a zjonizowanym CO o krótszej długości wiązania niż normalny CO.
@Dissenter Moim zdaniem inne odpowiedzi są rzeczywiście nieprawidłowe z powodów podanych w mojej własnej odpowiedzi. Spójrz na artykuł, do którego prowadzi Martin w jego najwyższym komentarzu. Wyjaśnia wszystko dość starannie i dogłębniej, niż byłem w stanie podać.
Mój komentarz jest uzupełnieniem Twojej już poprawnej odpowiedzi (za którą ponownie zagłosowałbym, gdybym jeszcze tego nie zrobił. Patrząc wstecz, mój komentarz był źle sformułowany). Muszę trochę więcej pomyśleć o części skurczowej i spróbować zasilić ją pewnymi danymi. Później mogę zamieścić odpowiedź. Co do części HOMO, to jeszcze raz sprawdzę inną metodą, nie chcę wyciągać pochopnych wniosków. Ponieważ CO jest niesamowitą, prostą cząsteczką, zbyt skomplikowaną dla wielu obliczeń, chcę mieć pewność, że to podwójne śmiertelne, ale tak, to stwierdzenie było oparte na wyniku obliczeń, które zrobiłem.
@Martin Dzięki za wysiłek. Z pewnością nie mogę się doczekać Twojej odpowiedzi. A jeśli w pracy jest jakiś inny efekt, który należy wziąć pod uwagę, z chęcią dodam to do mojego portfolio rzeczy, na które należy uważać podczas analizy sytuacji związanej - zawsze jestem bardzo zainteresowany takimi rzeczami :)
Uncle Al
2014-03-27 01:00:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

http://www.meta-synthesis.com/webbook/39_diatomics/co.jpg
Zmierzona długość obligacji $ \ ce {CO} $ wynosi 1,128 Å, $ \ ce { CO ^ {+}} $ wynosi 1,115 Å. Biorąc pod uwagę poniższy wykres MO tlenku węgla, skąd jest usuwany elektron, aby uzyskać kation o krótszej długości wiązania? $ \ ce {CO} $ ma moment dipolowy 0,122 debyes, ujemny ładunek netto węgla. Następnie podejrzewa się, że elektron został usunięty z orbity antywiążącej sigma na węglu.

carbon monoxide MO diagram

To robi się ekscytujące! Odcinek IR: CO, 2143 cm ^ (- 1), CO +, 2184 cm ^ (- 1) - zdecydowanie mocniejsze wiązanie. Kation jest silniej związany, http://131.104.156.23/Lectures/331/331_chapter_6.htm W kategoriach LCAO, być może sp-hybryda pozostawia dwa niewiążące płaty. Płat węglowy ma ponad połowę gęstości elektronów. i preferencyjnie jonizuje.
W tej kwestii było zdecydowanie więcej, niż początkowo sądziłem. Sprawa ma pewne aspekty, które nie są zbyt intuicyjne - diagram MO dla CO sprawia, że ​​odpowiedź wydaje się oczywista, ale w rzeczywistości prowadzi do niewłaściwego rozumowania (patrz moja odpowiedź).
buckminst
2014-03-27 01:02:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Teoria orbitali molekularnych NIE przewiduje dłuższego wiązania. Prawidłowo przewiduje krótszą wiązanie. HOMO dla $ \ ce {CO} $ jest orbitalem sigma antybakteryjnym. Kiedy jest zjonizowany, kolejność wiązań wzrasta do 3,5, a długość wiązania maleje.

enter image description here

@UncleAl tak nie jest. Ale orbitale są ładne. Spójrz na kształt orbitalu $ s _ {\ sigma} * $ i spróbuj ułożyć go tylko z dwóch s-orbitali.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...