Formamidissa typpi vaikuttaa olevan hybridisoitunutta $ \ ce {sp ^ 3} $, mikä viittaa tetraedriseen geometriaan. Analyysi osoittaa kuitenkin, että molekyyli on todella melkein tasomainen ja sidekulmat lähellä 120 astetta.
MUOKKAA: kuten Martin ja toinen julistaja ehdottaa, hybridisaatio on karkea käsite. Joten ehkä typen hybridisaatio jatkoanalyysin yhteydessä tulisi parhaiten kuvata jonnekin $ \ ce {sp ^ 3} $: n ja $ \ ce {sp ^ 2} $: n väliin. Tämä kuitenkin edellyttäisi tasaisuutta, eikö? Pi-sidokset muodostuvat yllä- ja alapuolella olevien elektroniparien kautta p-orbitaaleissa; tehokas sitoutuminen saavutetaan, kun nämä p-orbitaalit ovat yhdensuuntaiset toistensa suhteen. Luulen, että tämä liittyy molekyylin osittaiseen kaksoissidosluonteeseen (näyttää myös olevan molekyylille ioninen luonne – todennäköisesti johtuen typen ja hapen elektroneja vetävistä vaikutuksista) .
Tämä on tavallinen vastaus. Olisiko molekyylinsisäisellä vetyliitoksella myös merkitystä? t työssä olevan perifeerisen vedyn ja hapen välillä on vetysidos? Eikö tämä voi auttaa myös saavuttamaan 120 asteen sidekulmat?
Kommentit
- Minusta on outoa, että ehdotat, että OH-vetysidos saattaa olla mukana: mikään vedyistä ei ole lähellä happea, ja vaikka olisikin, minulla ei ole aavistustakaan miksi ' uskot edistävän tasaisuutta . Olet saattanut kerätä vääriä intuitioita vetysidoksista, jotka haluat ehkä tarkistaa ja mahdollisesti yrittää oppia.
Vastaa
Suurin osa amideista on tasomaisia (steerisista syistä rajoitus voidaan poistaa) ja niin on myös formamidi.
Hiili on tietysti hybridisoitunut $ \ ce {sp ^ 2} $ ( koska tämä käsite soveltuu hyvin tähän), siis sen ligandien järjestäminen yhdelle tasolle noin $ 120 ^ \ circ $ kulmalla. Luonnollisesti voidaan olettaa, että typpi on hybridisoitunut $ \ ce {sp ^ 3} $, mikä pätee useimpiin amiineihin. Näiden molekyylien inversioeste on (substituenteista riippuen) kuitenkin hyvin pieni. $$ \ ce {[NH3] ^ {pyr-top} < = > [NH3] ^ {TS-suunnitelma} < = > [NH3] ^ {pyr-bot}} $$ Typpille, joka tarkoittaa siirtymistä $ \ ce {sp ^ 3} $ – $ \ ce {sp ^ 2} $ ja takaisin. Voit nyt vakiinnuttaa välitetyn rakenteen konjugaatiolla, ja tämä on täsmälleen tapaus tässä. Kaaviossasi tämä viittaa merkintään 2. Tämä saa typen todennäköisesti muodostumaan $ \ ce {sp ^ 2} $ -hybridisaatiosta ja yksinäinen syöttöpari olisi $ \ ce {p} $ -kiertoradalla.
Konjugaatio tapahtuu, kuten kaaviossa todetaan, kiertoradan päällekkäisyyden vasta-aineen $ \ pi ^ * ~ \ ce {C-O} $ kiertoradan kanssa. Tämä aiheuttaa $ \ ce {N-C} $ -laitostoimituksen nousun, kun taas $ \ ce {C-O} $ BO: n on laskettava.
Kaikki nämä resonanssirakenteet ovat vain kuvauksia äärimmäisistä tiloista, totuus on niiden välillä. Seuraava kaavio tarkastelee yleisimpiä ja lisää kolmannen, joka saattaa selittää sijoittamisen (ei-perinteisellä Lewis-tavalla) tiettyyn visuaaliseen pisteeseen asti.
Molekyylien kiertoratateoriassa voit muodostaa kolmen keskuksen orbitaalit kaikista molekyyleistä kohtisuorassa olevista molekyyleistä. Jos valitset tämän tason olevan $ xy $, vaikuttavat kiertoradat ovat $ \ ce {p _ {$ z $}} $. Seuraava kaavio voi tukea tätä väitettä. Dipikoidut orbitaalit saatiin BP86 / cc-PVTZ-laskelmalla. (HOMO on tasainen yksinäinen happipari.)
Vaikka molekyylinsisäistä vetysidosta ei todellakaan ole ($ d (\ ce {OH} \ n. 2,57 $ samalla tasolla), myös $ \ ce {CO} $ ja $ \ ce {NH} $ joukkovelkakirjojen välillä on varmasti vetovoima, joka auttaa tasapainottamaan tasaisuutta. Mutta En käsittele sitä yksityiskohtaisesti, koska se edellyttäisi irtautumista erittäin kätevästä hybridisaatiokonseptista.