Pytanie:
Hiperwalencja i reguła oktetu
ron
2015-04-22 06:24:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zdaję sobie sprawę, że reguła oktetu jest bardziej sugestią niż regułą i że dotyczy głównie związków metali nie przejściowych. Mimo to związki, które nie mają oktetu, takie jak $ \ ce {BH3} $, mają tendencję do dimeryzacji lub nieproporcjonalności w celu uzyskania oktetu.

W ostatnich postach SE Chem omawiających wiązanie w pentachlorku fosforu i heptafluorku jodu, wiązanie hiperwalentne zostało użyte do opisania wiązania w tych cząsteczkach.

enter image description here

enter image description here

Jeśli policzymy elektrony wokół fosforu w $ \ ce {PCl5} $, mamy 6 w trzech wiązaniach równikowych (2x3) i 4 w hiperwalencyjnych wiązaniach osiowych; w sumie 10. Jednak 2 elektrony w wiązaniu hiperwalencyjnym znajdują się na niewiążącym orbicie, pozostawiając 8 elektronów wiążących, oktet.

Jeśli policzymy elektrony wokół jodu w $ \ ce {IF7} $, mamy 4 w dwóch wiązaniach osiowych (2x2) i 10 w hiperwalentnych wiązaniach równikowych; w sumie 14. Jednakże 4 elektrony znajdują się na hiperwalentnym niewiążącym orbicie, a 2 kolejne elektrony można postrzegać jako związane z anionem fluorkowym, pozostawiając 8 elektronów wiążących, ponownie oktet.

Czy te związki są uważane za wyjątki od „reguły” oktetu? Czy wszystkie związki zawierające wiązania hiperwalentne naruszają „regułę” oktetu? A może te związki są zgodne z „regułą” oktetu?

Nie jestem pewien, czy to mogłoby być interesujące, ale wydaje się, że dotyczy to twojego pytania - [Identyfikacja związku zawierającego iryd o formalnym stopniu utlenienia IX] (http://www.nature.com/nature/journal/v514/ n7523 / full / nature13795.html) Wang i in. 2014, * Natura *
Dwa odpowiedzi:
Jan
2015-04-28 04:28:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W prawdziwym świecie zarówno studenci, jak i uczniowie preferują ścisłe zasady, które są prawdziwe tak często, jak to możliwe (lub przynajmniej mają jasne, łatwe do zapamiętania wyjątki), podczas gdy ich profesorowie i nauczyciele z drugiej strony próbują powiedzieć że zasady te należy traktować jedynie jako „wytyczne”, a nie rzeczywiste zasady (i próbować powitać je na pokładzie Czarnej Perły).

I od tego momentu pytanie bardzo szybko zmienia się w filozofię. Jedna strona powie

Ach, więc reguła nadal obowiązuje w tym otoczeniu; Muszę tylko pamiętać o zrobieniu A i B podczas stosowania!

, podczas gdy druga strona odpowie

Ach, ale to pokazuje nam, że tak zwanej „reguły” nie można już ściśle stosować, ponieważ należy wziąć pod uwagę dane C i D w tym punkcie do prawdziwej prawdy.

Rzecz w tym, że obie strony są w jakiś sposób poprawne, podczas gdy część ich opisów pozostaje błędna. Może możemy myśleć o nich jako o dwóch mezomerycznych opisach tej samej zasady?


Jak wszyscy (powinniśmy) wiedzieć, wszystkie nasze koncepcje opisywania wiązania i lokalizacja elektronów to tylko przybliżenia rzeczywistej prawdy. Dlatego wszystkie reguły, które kiedykolwiek zostały opracowane - jak wiązanie składa się z dwóch elektronów między dwoma atomami , stany utlenienia lub reguła oktetu - są ponownie tylko przybliżeniami. Nie mogą być poprawne ani odpowiednio „ważne”. Zatem to, co nie jest właściwie prawdziwe, nie może zostać spełnione ani unieważnione.

Myślę, że jest to najbardziej teoretyczna odpowiedź na to pytanie.


Z praktycznego punktu widzenia, zależy to głównie od tego, jak surowo postulujesz regułę oktetu i jak szybko uważasz, że została naruszona.

Tradycyjnie reguła oktetu nie była wysoko ceniona w przypadku pierwiastków, które nie były węglem, azotem, tlenem ani fluorem. W związku z tym wszystko, co naruszało regułę oktetu w jej najściślejszym znaczeniu, było uważane za naruszenie (i dowód jej nieważności).

Obecnie moje obserwacje sugerują, że reguła oktetu znów zyskuje poparcie, a niektóre z prostsze przypadki, które wcześniej były uważane za naruszenia , są teraz czymś w rodzaju przypadków specjalnych lub może po prostu reguły oktetu z dodatkową mezomerią . W oczach zwolenników tej strony związki te są zgodne z regułą oktetu.

I oczywiście istnieje duża szara przestrzeń między czernią a bielą.


Ja ze swojej strony bardzo skłaniam się ku regułom takim jak reguła oktetu - chociaż staram się używać jej niestandardowej definicji:

s - lub elementy p -block zawsze będą faworyzować otoczenie, w którym liczba elektronów walencyjnych wynosi 8 lub mniej. Dla dwóch pierwiastków pierwszego okresu zmniejsza się to do 2 lub mniej .
Struktury mezomeryczne, które pozwalają na cały oktet, mają być faworyzowane w stosunku do tych, które tego nie robią.

Zgodnie z tą definicją, która w dużym stopniu opiera się na mezomerii w przypadkach takich jak $ \ ce { IF7} $ lub $ \ ce {PCl5} $, chociaż pozwala na pojedynczy, jednoznaczny opis $ \ ce {SO4 ^ {2 -}} $, te przypadki są zgodne z regułą oktetu i faktycznie dodatkowo dowodzą jej słuszności. Inni na pewno się nie zgodzą.

Nie rozumiem twojej definicji. Co masz na myśli mówiąc, że „wszystkie oktety mają być faworyzowane”? Jak to się ma do przypadku $ \ ce {IF7} $?
@Martin Ta reguła podrzędna nie jest tak naprawdę przeznaczona dla przypadku $ \ ce {IF7} $, chociaż można ją tam zastosować. Jest przeznaczony do takich rzeczy, jak karbokationy z sąsiednimi tlenami, w których ładunek dodatni można mezomerycznie przenieść do tlenu. Dla $ \ ce {IF7} $ oznacza to, że miałbym jod jako $ \ ce {I ^ {3 +}} $ z czterema wiązaniami do fluorków plus trzy aniony fluorkowe; cała ich masa mezomerycznie zamienia się obligacjami. * Ale * biorąc pod uwagę, że znam i jestem zaznajomiony z wiązaniami 4-elektron-3-centrum, mogę po prostu narysować trzy z nich plus jedno standardowe wiązanie „pojedyncze” i zamienić je mezomerycznie.
Joe Q.
2015-04-22 20:07:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ogólnie rzecz biorąc, reguła oktetu staje się mniej użyteczna, gdy przesuwasz się w dół w układzie okresowym (jeden z moich wczesnych nauczycieli ostrzegał przed używaniem jej do elementów innych niż $ \ ce {H} $, $ \ ce {C} $, $ \ ce {N} $, $ \ ce {O} $ i $ \ ce {F} $). Możesz „wymusić zgodność” z regułą oktetu dla cząsteczek takich jak $ \ ce {IF7} $ w sposób, który opisujesz (znak półjonowy itp.), Ale szybko dojdziesz do punktu, w którym reguła traci moc predykcyjną, ponieważ więcej Aby uzasadnić wnioski reguły oktetu, potrzebne są subtelne teorie wiązania.



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...