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.

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

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]}

${ displaystyle p_ {rs} = sum _ {i} n_ {i} c_ {ri} c_ {si}}$,

Здесь сумма распространяется только на π молекулярные орбитали, а n_я - количество электронов, занимающих орбиталь i с коэффициентами c_ри и c_си 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

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

куда ${ displaystyle d_ {1}}$ - длина одинарной связи, ${ displaystyle d_ {ij}}$ - 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]

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

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

Рекомендации