Порядок связи в химии: разница между связывающими и разрывовающими орбиталями. Определение, стабильность молекул, изоэлектронные виды. Ключевой показатель!
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Разница между количеством связывающих и антисвязывающих орбиталей в молекуле
Difference between the number of bonds and anti bonds in a molecule
В химии порядок связи является формальной мерой кратности ковалентной связи между двумя атомами. Как введено Линусом Полингом, порядок связи определяется как разность между числом электронных пар в связывающих и антисвязывающих молекулярных орбиталях. Порядок связи дает приблизительное представление о стабильности связи. Изоэлектронные виды имеют одинаковый порядок связи.
In chemistry, bond order is a formal measure of the multiplicity of a covalent bond between two atoms. As introduced by Linus Pauling, bond order is defined as the difference between the numbers of electron pairs in bonding and antibonding molecular orbitals. Bond order gives a rough indication of the stability of a bond. Isoelectronic species have the same bond order.
Примеры
Порядок связей сам по себе является количеством электронных пар (ковалентных связей) между двумя атомами. Например, в двухатомном азоте N≡N порядок связи между двумя атомами азота равен 3 (тройная связь). В ацетилене H–C≡C–H порядок связи между двумя атомами углерода также равен 3, а порядок связи C–H равен 1 (одинарная связь). В монооксиде углерода | C≡O, порядок связи между углеродом и кислородом равен 3. В трифториде тиазила |N≡SF3 порядок связи между серой и азотом равен 3, а между серой и фтором – 1. В двухатомном кислороде O=O порядок связи равен 2 (двойная связь). В этилене |H2C=CH2 порядок связи между двумя атомами углерода также равен 2. Порядок связи между углеродом и кислородом в диоксиде углерода O=C=O также равен 2. В фосгене |O=CCl2 порядок связи между углеродом и кислородом равен 2, а между углеродом и хлором – 1. В некоторых молекулах порядок связи может быть 4 (четверная связь), 5 (пятерная связь) или даже 6 (шестерная связь). Например, соль октахлородимолибдата калия (|K4[Mo2Cl8]) содержит анион |[Cl4Mo≡MoCl4](4–), в котором два атома Mo связаны друг с другом связью порядка 4. Каждый атом Mo связан с четырьмя лигандами Cl− связью порядка 1. Соединение (терфенил)–CrCr–(терфенил) содержит два атома хрома, связанных друг с другом связью порядка 5, и каждый атом хрома связан с одним терфенильным лигандом одинарной связью. Связь порядка 6 обнаружена в молекулах дитунгстена |W2, которые существуют только в газовой фазе.
The bond order itself is the number of electron pairs (covalent bonds) between two atoms. For example, in diatomic nitrogen N≡N, the bond order between the two nitrogen atoms is 3 (triple bond). In acetylene H–C≡C–H, the bond order between the two carbon atoms is also 3, and the C–H bond order is 1 (single bond). In carbon monoxide, | C\tO+, the bond order between carbon and oxygen is 3. In thiazyl trifluoride |N\tSF3, the bond order between sulfur and nitrogen is 3, and between sulfur and fluorine is 1. In diatomic oxygen O=O the bond order is 2 (double bond). In ethylene |H2C\dCH2 the bond order between the two carbon atoms is also 2. The bond order between carbon and oxygen in carbon dioxide O=C=O is also 2. In phosgene |O\dCCl2, the bond order between carbon and oxygen is 2, and between carbon and chlorine is 1. In some molecules, bond orders can be 4 (quadruple bond), 5 (quintuple bond) or even 6 (sextuple bond). For example, potassium octachlorodimolybdate salt (|K4[Mo2Cl8]) contains the |[Cl4Mo\qMoCl4](4–) anion, in which the two Mo atoms are linked to each other by a bond with order of 4. Each Mo atom is linked to four |Cl− ligands by a bond with order of 1. The compound (terphenyl)–CrCr–(terphenyl) contains two chromium atoms linked to each other by a bond with order of 5, and each chromium atom is linked to one terphenyl ligand by a single bond. A bond of order 6 is detected in ditungsten molecules |W2, which exist only in a gaseous phase.
Заказы на облигации, не являющиеся целыми числами
В молекулах, обладающих резонансом или неклассической связью, порядок связи может быть не целым числом. В бензоле делокализованные молекулярные орбитали содержат 6 π-электронов, распределенных по шести атомам углерода, что эквивалентно половине π-связи в дополнение к σ-связи для каждой пары атомов углерода, давая расчетный порядок связи 1,5 (одна целая и половина связи). Более того, в некоторых молекулах могут встречаться порядки связей, равные 1,1 (одна и одна десятая связи), 4/3 (или 1,333333, четыре трети связи) или 0,5 (половина связи), и они фактически отражают прочность связи по отношению к связям с порядком 1. В нитрат-анионе (NO3−) порядок связи для каждой связи между азотом и кислородом составляет 4/3 (или 1,333333). Связь в катионе дигидрогена H2+ можно описать как ковалентную одноэлектронную связь, следовательно, связь между двумя атомами водорода имеет порядок связи 0,5.
In molecules which have resonance or nonclassical bonding, bond order may not be an integer. In benzene, the delocalized molecular orbitals contain 6 pi electrons over six carbons, essentially yielding half a pi bond together with the sigma bond for each pair of carbon atoms, giving a calculated bond order of 1.5 (one and a half bond). Furthermore, bond orders of 1.1 (eleven tenths bond), 4/3 (or 1.333333 , four thirds bond) or 0.5 (half bond), for example, can occur in some molecules and essentially refer to bond strength relative to bonds with order 1. In the nitrate anion (|NO3−), the bond order for each bond between nitrogen and oxygen is 4/3 (or 1.333333 ). Bonding in dihydrogen cation |H2+ can be described as a covalent one electron bond, thus the bonding between the two hydrogen atoms has bond order of 0.5.